eda技术与fpga原理

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1、eda技术与fpga原理　　　1.eda技术特征　　---eda是电子设计领域的一场革命，它源于计算机辅助设计(cad，computeraideddesign)、计算机辅助制造(cam，computeraidedmade)、计算机辅助测试(cat，computeraidedtest)和计算机辅助工程(cae，computeraidedengineering)。利用eda工具，电子设计师从概念、算法、协议开始设计电子系统，从电路设计、性能分析直到ic版图或pcb版图生成的全过程均可在计算机上自动完成。　　---eda代表了当今电子设计技术的最新

2、发展方向，其基本特征是设计人员以计算机为工具，按照自顶向下的设计方法，对整个系统进行方案设计和功能划分，由硬件描述语言完成系统行为级设计，利用先进的开发工具自动完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局布线(par，placeandroute)、仿真及特定目标芯片的适配编译和编程下载，这被称为数字逻辑电路的高层次设计方法。　　---作为现代电子系统设计的主导技术，eda具有两个明显特征：即并行工程(concurrentengineering)设计和自顶向下(top-down)设计。其基本思想是从系统总体要求出发，分为行为描述(behaviou

3、rdescription)、寄存器传输级(rtl，registertransferlevel)描述、逻辑综合(logicsynthesis)三个层次，将设计内容逐步细化，最后完成整体设计，这是一种全新的设计思想与设计理念。　　2.fpga原理　　---今天，数字电子系统的设计方法及设计手段都发生了根本性变化，正由分立数字电路向可编程逻辑器件(pld，programmablelogicdevice)及专用集成电路(asic，applicationspecificintegratedcircuit)转变。fpga与cpld(programmabl

4、elogicdevice，复杂可编程逻辑器件)都属于pld的范畴，它们在现代数字系统设计中正占据越来越重要的地位。　　---fpga是由用户编程来实现所需逻辑功能的数字集成电路，它不仅具有设计灵活、性能高、速度快等优势，而且上市周期短、成本低廉。fpga设计与asic前端设计十分类似，在半导体领域中fpga应用日益普及，已成为集成电路中最具活力和前途的产业。同时，随着设计技术和制造工艺的完善，器件性能、集成度、工作频率等指标不断提升，fpga已越来越多地成为系统级芯片设计的首选。　　---fpga由pal(可编程阵列逻辑)、gal(通用阵列逻

5、辑)发展而来，其基本设计思想是借助于eda开发工具，用原理图、状态机、布尔表达式、硬件描述语言等方法进行系统功能及算法描述，设计实现并生成编程文件，最后通过编程器或下载电缆用目标器件来实现。　　---fpga器件采用逻辑单元阵列(lca，logiccellarray)结构、sdram工艺，其中lca由三类可编程单元组成。　　---(1)可配置逻辑块(clb，configurablelogicblock)：被称为核心阵列，是实现自定义逻辑功能的基本单元，散布于整个芯片;　　---(2)输入/输出模块(iob，input/outputblock)

6、：排列于芯片四周，为内部逻辑与器件封装引脚之间提供可编程接口;　　---(3)可编程互连资源(pi，programmableinterconnect)：包括不同长度的连线线段及连接开关，其功能是将各个可编程逻辑块或i/o块连接起来以构成特定电路。　　---全球生产fpga的厂家很多，但影响力最大的是xilinx公司和altera公司，世界上第一片fpga是在20世纪80年代中期xilinx公司率先推出的。不同厂家生产的fpga在可编程逻辑块的规模、内部互连线结构及所采用的可编程元件上存在较大差异，实际使用时应注意区分。　　eda,fpga