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1、目录第一章绪论11.1EDA发展及应用11.2数字系统设计模型31.2.1传统的设计方法31.2.2现代的设计方法41.3EDA设计流程图4第二章设计说明52.1设计要求52.2设计思路6第3章系统设计73.1电路原理图及各模块图73.2设计流程83.3程序代码内容83.4定义管脚153.5硬件实现及调试结果16第4章课程设计总结18参考文献1818第一章绪论1.1EDA发展及应用EDA[1]是电子设计自动化（ElectronicDesignAutomation）的缩写，是以计算机为平台,融合了应用电子技术、计算机技术、智能化技术最新成果而研制的电子CAD通用软
2、件包,主要辅助进行三方面的工作:IC设计、电子线路设计以及PCB设计.回顾近30年电子设计技术的发展历程,可将EDA技术分为三个阶段:20世纪70年代为计算机辅助设计（CAD）阶段,人们开始用计算机辅助进行IC版图编辑、PCB布局布线,取代了手工操作,产生计算机辅助设计的概念.20世纪80年代为计算机辅助工程（CAE）阶段,与CAD相比,除了纯粹的图形设计功能之外,又增加了电路功能设计和结构设计,并且通过电器连接网络表将二者结合在一起,实现了工程设计,这就是计算机辅助设计的概念.CAE的主要功能是:原理图输入,逻辑图仿真,电路分析,自动布局布线,PCB分析.20
3、世纪90年代为电子设计自动化(EDA)阶段,尽管CAD/CAE技术取得了很大的成功,但并没有把人们从繁重的劳动中解放出来.在整个设计过程中,自动化和智能化程度还不高,各种软件界面千差万别,学习使用困难,互不兼容,直接影响到设计环节的衔接.基于以上环节不足,人们开始追求:贯彻整个设计过程的自动化,这就是EDA即电子系统设计自动化EDA技术在当今电路设计中的应用技术在当今电路设计中的应用技术在当今电路设计中的应用技术在当今电路设计中的应用20世纪90年代以来,电子信息类产品的开发明显出现两个特点:一是产品的复杂程度加深;二是产品的上市时限紧迫.然而电路级设计本质上是
4、基于门级描述的单层次设计(主要以数字电路为主),设计的所有工作(包括设计输入、仿真和分析、设计修改等)都是在基本逻辑门这一层次上进行的.显然这种设计方法不能适应新的形势,为此引入一种高层次的电子设计方法,也称为系统的设计方法.高层次设计是一种“概念驱动式”的设计,设计人员无须通过门级原理图描述电路,而是对设计目标进行功能描述,由于摆脱了电路细节的束缚,设计人员可以把精力集中于创造性的方案与概念构思上,一旦这些概念构思以高层次描述输入计算机后,EDA系统就能以规则驱动的方式自动完成整个设计.这样,新的概念得以迅速有效地成为产品,大大缩短了产品的研制周期.18不仅如
5、此,高层次的设计只是定义系统的行为特性,可以不涉及实现工艺,在厂家的综合库的支持下,利用综合优化工具可以将高层次的描述转化成对某种工艺优化的网表,工艺转化变得轻松容易.高层次设计步骤如下:第一,按照“自顶而下”的设计方法进行系统划分.第二,输入VHDL代码,这是高层次设计中最为普遍的输入方式.此外EDA实验室采用Multisim图形仿真输入,这种方法具有直观、容易理解的特点.第三,将以上设计输入编译成标准的VHDL文件.对于大型的设计,还要进行代码级的功能仿真,主要是检验系统功能设计的正确性.因为对大型设计,综合、适配要花费数小时,在综合前对源代码仿真,就可大大
6、减少设计重复的次数和时间,一般情况下,可略去这一仿真步骤.第四,利用仿真器对VHDL源代码进行综合优化处理,生成门级描述的网表文件,这是将高层次描述转化为硬件电路的关键步骤.综合优化是针对ASIC芯片供应商的某一产品进行的,所以综合的过程要在相应的厂家综合库支持下才能完成.综合后,可利用生产的网表文件进行适配前的时序仿真,仿真过程不涉及具体器件的特性,是较为粗略的,一般设计这一仿真步骤可略去.第五,利用适配器件将综合后的网表文件针对某一具体的目标器件进行逻辑映射操作,包括底层器件配置、逻辑分割、逻辑优化、布局布线.适配完成后,产生多项设计结果:适配报告,包括芯片
7、内部资源利用情况、设计的布尔方程描述情况等;适配后的仿真模型;器件编程文件.根据适配后的仿真模型,可以进行适配后的时序仿真,因为已经得到器件的实际硬件特性(如延时特性),所以仿真结果能比较精确地预期未来芯片的实际性能.如果仿真结果达不到设计要求,就需要修改VHDL源代码或选择不同速度品质的器件,直至满足设计要求.第六,将适配器件生产的器件编程文件通过编程器或下载电缆载入到目标芯片CPLD/FPGA中.如果是大批量产品开发,通过更换相应的厂家综合库,可以很容易转由ASIC形式实现.EDA在教学、科研、产品设计与制造等方面都发挥着巨大的作用.在教学方面,几乎所有的理
8、工科(特别是电子信息)类
