eda课程设计 - 副本

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1、课程设计说明书名称任意波形产生电路设计　院　系班级姓名　系　主　任教研室主任指导教师第一章绪论电子设计自动化（ElectronicDesignAutomation）技术以计算机为基础工作平台，以微电子技术为物理基础，以现代电子技术设计技术为灵魂，采用计算机软件工具，最终实现电子系统或专用集成电路的设计。EDA技术的使用包括两类：一类是专用集成电路芯片的设计研发人员；另一类是广大电子线路设计人员。后者并不具备专门的IC深层次的知识。EDA技术可简单概括为以大规模可编程逻辑器件为设计载体，通过硬件描述语言或将逻辑图输入给相应EDA开发软件，经过编译和仿真，最终将所设计的电

2、路下载到设计载体中，从而完成系统设计任务的一门新技术。1.1EDA技术发展历程伴随着计算机、集成电路、电子系统设计的发展，EDA技术经历了计算机辅助设计、计算机辅助工程设计和电子设计自动化三个发展阶段。(1)70年代为计算机辅助设计CAD(ComputerAidedDe-sign)阶段。这一阶段人们将电子设计中涉及到的许多计算开始用计算机程序实现。(2)80年代为计算机辅助工程CAE(ComputerAidedEngineeirng)阶段。这一阶段出现了一些绘图软件，减轻了设计人员的劳动。(3)90年代以来为电子设计自动化EDA(ElectminicDesignAut

3、omation)阶段。这一阶段人们借助开发软件的帮助，可以将设计过程中的许多细节问题抛开，而将注意力集中在产品的总体开发上，提高了设计效率，缩短了产品的研制周期，实现了真正意义上的电子设计自动化。1.2EDA技术的应用EDA技术在进入21世纪后，得到了更大的发展应用，突出表现在以下几个方面：1.在FPGA上实现DSP应用成为可能，用纯数字逻辑进行DSP模块的设计，使得高速DSP实现成为现实，并有力地推动了软件无线电技术的实用化和发展。基于FPGA的DSP技术，为高速数字信号处理算法提供了实现途径。2.嵌入式处理器软核的成熟，使得SOPC（SystemOnaProgra

4、mmableChip）步入大规模应用阶段，在一片FPGA中实现一个完备的数字处理系统成为可能。3.使电子设计成果以自主知识产权的方式得以明确表达和确认成为可能。4.在仿真和设计两方面支持标准硬件描述语言且功能强大的EDA软件不断推出。目前EDA技术已在各大公司、企事业单位和科研教学部门广泛使用。例如在飞机制造过程中，从设计、性能测试及特性分析直到飞行模拟，都可能涉及到EDA技术。1.3EDA技术的设计方法数字系统的设计可采用不同的方法：一种为由底向上的设计方法，也称传统的设计方法；另一种为自顶向下的设计方法，也称现代的设计方法。原理图/VHDL文本编辑综合FPGA/C

5、PLD适配时序与功能仿真FPGA/CPLD编程下载FPGA/CPLD器件和电路系统由底向上的设计方法是传统的IC和PCB的设计方法。采用由底向上的设计方法需要设计者先定义和设计每个基本模块，然后对这些模块进行连线以完成整体设计。在IC设计复杂程度低于10000门时，常采用这种设计方法，但是随着设计复杂程度的增加，该方法会产生产品生产周期长、可靠性低、开发费用高等问题。EDA技术采用现代的设计方法——自顶向下的设计方法。采用自顶向下技术进行设计可分为三个主要阶段：系统设计、系统的综合优化和系统实现，各个阶段之间并没有绝对的界限。EDA设计流程为：设计输入、时序与功能仿真

6、、综合、适配与下载。右图图1-1是运用EDA技术进图1-1EDA技术数字行数字系统设计的流程图。系统设计的流程图1.3数字系统设计1.3.1数字系统设计的模型数字系统的设计就是用规范的和形式化的方式作出正确的系统逻辑功能的描述，详细反映系统的逻辑进程和具体的逻辑运算操作，并选用具体的电路来实现所描述的系统逻辑。用于数字系统设计的EDA软件有3类：—是允许用户用高级语言(如C语言)描述数字系统的逻辑功能，并能自动实现电路的设计，这种软件的自动化程度最高；二是允许用户以逻辑流程图的方式描述系统的逻辑关系，软件自动将逻辑流程图设计成数字电路，这种软件的自动化程度次之：三是要

7、求用户先以人工方式设计出数字电路，再用电路图方式或硬件描述语言的方式输入计算机，由EDA软件作优化、仿真等后续处理。1.3.2数字系统设计的基本步骤数字系统设计的基本步骤有：系统任务分析，确定逻辑算法，系统划分，系统逻辑描述，逻辑电路设计，仿真、验证，物理实现。（1）系统任务分析：数字系统设计中的第一步是明确系统的任务。设计任务书可用各种方式提出对整个数字系统的逻辑要求，常用的方式有自然语言、逻辑语言描述、逻辑流程图、时序图等。（2）确定逻辑算法：实现系统逻辑运算的方法称为逻辑算法，简称算法。一个数字系统的逻辑运算往往有多种算法，设计者的任务要比较各