长春工业大学工程训练课程教案

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1、长春工业大学工程训练课程教案教师姓名赵世彧实训项目名称EDA概述时间30分地点工程训练中心320室讲授内容一、教学目的及要求1、了解EDA基本常识2、掌握EDA技术常用语3、了解VHDL语言的历史和现状二、教学重点：1、EDA的含义2、ASIC特点3、CPLD特点4、FPGA特点5、VHDL简介三、教学难点：1、理解EDA的具体含义2、CPLD和FPGA的主要区别四、教学内容：19长春工业大学工程训练课程教案教师姓名赵世彧实训项目名称EDA概述时间30分地点工程训练中心320室讲授内容前言电工电子实习，主要目

2、的是锻炼大家在比较短的时间内掌握新知识、新技能的能力。对于电、近电专业与非电专业、理工科与近文科的同学，起点基本上是一致的，区别仅在于今后的工作中接触这类知识机会的多少。对于非电专业，尤其是近文科专业的同学来说，电工电子实习是大家开阔视野、丰富阅历、增强创新意识的良机。在电工电子实习过程中，实习指导教师仅仅系统地讲授一些涉及到的知识，是否能取得良好成绩，基本上取决于各位同学自身综合素质的体现。只要同学们勤奋、认真地进行练习，在注意安全、遵守操作规程的前提下大胆实践，相信每位同学都将获得满意的成绩。概述一、什么

3、是EDAEDA（ElectronicDesignAutomation），直译为电子设计自动化，是指利用计算机完成电子系统的设计。EDA技术是以计算机和微电子技术为先导，汇集了计算机图形学、拓扑、逻辑学、微电子工艺与结构以及计算数学等多种计算机应用学科最新成果的先进技术。EDA技术以计算机为工具，代替人完成数字系统的逻辑综合、布局布线和设计仿真等工作。设计人员只需要完成对系统功能的描述，就可以由计算机软件进行处理，得到设计结果，而且修改设计如同修改软件一样方便，可以极大地提高设计效率。二、ASIC、CPLD、F

4、PGA简介1.ASIC简介ASIC（ApplicationSpecificIntegratedCircuit特定用途集成电路）是专门为某一应用领域或某一专门用户需要而设计制造的LSI（大规模集成电路）或VLSI（超大规模集成电路），具有体积小、重量轻、功耗低、高性能、高可靠性和高保密性等优点。ASIC分为模拟和数字两类。数字ASIC又包括全定制（Fullcustomdesignapproach，即根据需要专门制造的）ASIC和半定制（Semi-customdesignapproach，即在芯片上制作好一些具有

5、通用性的单元元件和元件组的半成品硬件，用户使用时可进一步改动，从而实现用户希望得到的设计功能）ASIC。19长春工业大学工程训练课程教案教师姓名赵世彧实训项目名称EDA概述时间30分地点工程训练中心320室讲授内容全定制设计需要设计者完成所有电路的设计，因此需要大量人力物力，灵活性好但开发效率低下。如果设计较为理想，全定制能够比半定制的ASIC芯片运行速度更快。半定制使用库里的标准逻辑单元(StandardCell)，设计时可以从标准逻辑单元库中选择SSI(门电路)、MSI(如加法器、比较器等)、数据通路(如

6、ALU、存储器、总线等)、存储器甚至系统级模块(如乘法器、微控制器等)和IP核，这些逻辑单元已经布局完毕，而且设计得较为可靠，设计者可以较方便地完成系统设计。现代ASIC常包含整个32-bit处理器,类似ROM、RAM、EEPROM、Flash存储单元和其他模块，这样的ASIC常被称为SoC(片上系统)。2.CPLD简介CPLD（ComplexProgrammableLogicDevice，即复杂可编程逻辑器件），是20世纪80年代末Lattice公司提出了在线可编程（ISP，InSystemProgramm

7、ability）技术以后，于20世纪90年代初出现的，是EPLD的改进型器件。具有体积小、容量大、I/O口线丰富、易于编程和加密，还具有支持ISP技术的特点。CPLD是从PAL和GAL器件发展出来的器件，规模大，结构复杂，属于大规模集成电路范围。是一种用户根据各自需要而自行构造逻辑功能的数字集成电路。其基本设计方法是借助集成开发软件平台，用原理图、硬件描述语言等方法，生成相应的目标文件，通过下载电缆（“在系统”编程）将代码传送到目标芯片中，实现设计的数字系统。CPLD主要是由可编程逻辑宏单元(MC，Macro

8、Cell)围绕中心的可编程互连矩阵单元组成。其中MC结构较复杂，并具有复杂的I/O单元互连结构，可由用户根据需要生成特定的电路结构，完成一定的功能。由于CPLD内部采用固定长度的金属线进行各逻辑块的互连，所以设计的逻辑电路具有时间可预测性，避免了分段式互连结构时序不完全预测的缺点。3.FPGA简介FPGA（FieldProgrammableGateArray，即现场可编程门阵列器件），是Xilinx