第1章 eda技术与数字系统设计

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1、成绩计算方式PLD数字系统设计ProgrammableLogicDevice课程考核°课堂：20％主讲:黄友文博士°实验：20％办公室:主楼7楼°期末考试：60％12让我们来增加一点感观认识课程简介°管脚数目：¾本课程主要学习基于可编程逻辑器件（Programmable¾208个LogicDevice，PLD）的EDA技术和SOPC(Systemon°电源：ProgrammableChip，可编程片上系统)技术。¾3.3V（I/O）¾2.5V（内核）¾本课程包括理论教学、实验教学和课程设计三大部分。°速度¾250MHz¾学时：理论课32学时+实验课8学时+课程设计°内部资源¾先修课程

2、：数字电子技术¾4992个逻辑单元¾10万个逻辑门¾49152bit的RAM返回34让我们来增加一点感观认识教学目标¾¾拓宽知识面，深化对数字电子技术与通信技术等知拓宽知识面，深化对数字电子技术与通信技术等知识的理解；识的理解；¾¾熟练掌握VerilogHDL硬件描述语言；熟练掌握VerilogHDL硬件描述语言；¾¾能够采用各种输入方法，综合使用多种能够采用各种输入方法，综合使用多种EDA工具软EDA工具软件，进行PLD的设计、编译、仿真及下载，掌握EDA件，进行PLD的设计、编译、仿真及下载，掌握EDA设计的基本原理和方法；设计的基本原理和方法；¾¾熟练应用EDA技术进行基于PL

3、D的数字系统的设计与熟练应用EDA技术进行基于PLD的数字系统的设计与开发；开发；¾¾能够熟练进行SOPC的设计。能够熟练进行SOPC的设计。561.《数字系统设计与VerilogHDL第三版》实验教学内容教材王金明编著，电子工业出版社，20092.《EDA实验指导书》，自编¾¾实验一应用实验一应用QuartusIIQuartusII完成基本完成基本组合电路设计组合电路设计主要参考书¾¾实验二应用实验二应用QuartusIIQuartusII完成基本完成基本（1）《EDA技术与VerilogHDL》时序电路设计时序电路设计潘松等编著，清华大学出版社，2009（2）《VerilogHD

4、L高级数字设计》¾¾实验三实验三77段数码显示译码器设计段数码显示译码器设计CilettiMichaelD.，电子工业出版社，2005¾¾实验四序列检测器设计实验四序列检测器设计78目录导引©第1章EDA技术与数字系统设计©第2章PLD器件结构°问题的提出©第5-8章硬件描述语言VerilogHDL°传统的数字系统设计方法©第3章EDA设计工具软件°现代的数字系统设计方法©第9章VerilogHDL设计进阶°什么是EDA技术？°实例演示：电子秒表电路的设计©第10章数字设计的优化°关于课程©第11章数字电路的仿真理论课共32学时910问题的提出问题的提出（续）°输入信号：clk：系统

5、时钟信号，f=50MHz；°设计一个电子秒表电路，使之完成以下功能：clr：异步清零信号，负脉冲有效；¾按0.01s的步长进行计时；startstop：启/停信号，负脉冲有效。¾具有异步清零和启动/停止计数功能；°输出信号：dsec[6..0]：驱动数码管，显示秒高位；¾并用数码管显示其秒高位、秒低位，百分秒高位、百分秒低位。sec[6..0]：驱动数码管，显示秒低位；cn：分钟的进位信号，接发光二极管，高有¾为便于显示，秒和百分秒信号均采用BCD码计数方式。效；secd[6..0]、secm[6..0]分别显示百分秒高位和百分秒低位。1112解决方案1——传统的数字系统设计方法传统

6、的数字系统设计方法的缺点搭积木的方式！（Bottom-up设计）基于电路板的设计方法——采用固定功能的器件（通用型器件），通过设计电路板来实现系统功能¾效率低下——所有这一切，几乎都是手工1.根据设计要求划分功能模块；完成！2.确定输入和输出的关系，画出真值表；¾设计周期很长；3.由真值表写出逻辑表达式；¾容易出错；4.利用公式或卡诺图进行人工化简；5.根据化简后的逻辑表达式画出电路原理图；¾芯片种类多，数量大，受市场的限制；6.在面包板上进行实验，验证电路的正确性；¾设计灵活性差；7.若无错误，画出PCB图；¾产品体积大。8.检查后送制板厂制板；9.对PCB板进行安装、调试，若有大

7、的错误，修改设计，重复以上过程，重新制板。1314解决方案2——现代的数字系统设计方法现代的数字系统设计方法（续1）基于芯片的设计方法——采用PLD（可编程逻辑器件），1.根据设计要求划分功能模块利用EDA开发工具，通过芯片设计来实现系统功能。2.PLD开发（利用EDA工具）（1）设计输入：采用硬件描述语言（HDL），用条件语句或赋值语句表示输入和输出的逻辑关系，将整个程序输入到计算机中；编程（2）设计的编译：EDA工具可自动进行逻辑综合，将功能描述转换E