应用eda技术设计数字系统new

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1、维普资讯http://www.cqvip.com应用EDA技术设计数字系统张凌-r~q1．(华北电力大学i■躁定o71O03)摘要：通过数字钟的设计过程，介绍用美国Altera公司的MAX+PIUSⅡ软件设计数字系统的方法和过程，说明了用硬件描述语言VHDI设计数字系统、逻辑综合和仿真等EDA技术是数字系统设计的重要手段。关键词：EDA(电子设计自动化)；MAX+PIUSⅡ软件；VHDI语言；数字钟中图分类号：TP391．72；TP271．82文献标识码：A是当电源和ByteBlaster下载线接通之后，依靠计算1EDA技术及其设计软件机向可编程逻辑器

2、件电路板提供信息，电源断开后，随着大规模可编程逻辑器件的出现和EDA技芯片内信息不丢失。术的发展，数字系统的设计已由传统的电路板设计2设计方案变为芯片设计。设计者设计数字系统时，只需完成对系统的行为和功能的描述+其余的逻辑综合、优设计数字系统采用自顶向下的方法，即从系统化、仿真与验证，直到生成器件(ASIC芯片)等设总体要求出发+自顶向下地逐步将设计细化，将功计过程全部由计算机自动完成。EDA关键技术之一能具体化、模块化，直到最底层的模块适合于用是采用硬件描述语言(HDI)描述设计，HDI又可HDI描述为止下蕊以数字钟的设计为例，说明数分为：VHDIn

3、ABEI一HDI．、VerilogHDI等，其字系统的层次化设计方法。中VHDI语言在1987年被IEEE接受+确定为标数字钟的功能主要有：准HDI。1993年进一步修订，定为ANSI／①能够对s(秒)、min(分)、h(小时)进行IEEE1O76—93标准，从而成为一种通用的标准化计时+每日按24h计时制。语言．成为数字系统设计的强有力工具另一种必②S、min和h位能够调整备的输人手段是原理图，它擅长描述硬件连接关系。根据数字钟的功能要求，可将数字钟分为四个目前设计数字系统的EDA软件非常多，不同软件功能块：秒脉冲发生器、计数器、校时电路和显示支持的

4、输人手段和仿真功能差异较大，但对于设计电路而这些功能块又可进一步分割为更小的模块：输入．大都支持原理图和VHDI语言。秒脉冲发生器选用32．768kHz的晶振作为本文在介绍用EDA软件设计数字系统的方法脉冲源，经15级2分频器(即15级2进制计数时．采用的是美国Ahera公司的MAX+PIUSI软器)分频，在最高位Q次高位Q以及第五位Q件，使其运行在Windows98环境下，该软件支持输出端分别可获得1Hz、2Hz和1024Hz的脉冲信VHDI等多种文本输^及图形输入，可完成对A1号。这3个脉冲信号分别用作计时脉冲、校时脉冲lera芯片下载的全部工作设

5、计项目选用的下载芯和显示电路的扫描时钟。片是Altera公司的EPM7128S1C84—7芯片，该芯计数器计数器又分秒、分和时计数器。其中片采用国际JTAG标准方式下载，提供信息的方式秒计数器和分计数器均为6O进制BCD码计数器．收稿日期：1999—09—1O维普资讯http://www.cqvip.com2现代电子技术1999正计数值最大到59，然后回到0时计数器为一个24端Qs～Q。分别对应自动计时、校时、校分和校秒四进制BCD码计数器，计数值最大到23，然后回到0。种工作状态控制信号，其时钟由工作状态选择键P．秒、分、时计数器时钟端的输人信号均由

6、两部分组通过一个防抖电路提供当连续按动P键时，系统成；一是在自动计时状态下的计时脉冲，另一个是按计时、校时、校分、校秒顺序循环选择。当系统处于在校时状态下的2Hz校时脉冲。图1所示为秒计数校时状态时，再按下校时键，则系统以2Hz速率器输人控制逻辑图。分、时计数器的输人控制逻辑分别实现各种校准当键释放，校时停止再按动与图1所示类同，区别仅是自动计时状态下的计时P．键，系统返回计时状态。脉冲不是1Hz信号，而是秒、分进位信号，另外校显示电路本设计采用扫描显示需要一个24时状态也不同，分别为校分、校时。选4数据选择器和一个BCD七段译码器。数据选择器用于工作

7、过程中每次从6组BCD数据中选出一组，再经BCD七段译码器译码后输出数据选择器的时序和顺序由6进制计数器控制，6进制计数器的时钟为1024Hz扫描时钟与此同时，3／6线译码器产生位选通信号，用于选择显示的LED因为扫2健控崩Hz描显示中6组BCD数据共享一个BCD七段译码器，因而需要资源较少。图1秒计数器输入控制逻辑图综上分析，可以确定数字钟的系统框图，如图校时电路此电路需要一个四节拍顺序脉冲发2所示，根据这些要求来完成具体的功能模块设计。生器(设计一个自启动的环形计数器即可)，其输出固2数字钟的系统框图不同的输人方式进行描述。因为VHDI擅长描述模3

8、设计实现块的逻辑功能，而原理图擅长描述硬件连接关系和数字系统的层次化设计，一般都要经过四个阶I