eda应用技术-数字系统设计与eda技术new

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1、EDAEDA应用技术应用技术目录©绪论（1学时）©第1章数字系统设计与EDA技术（2学时）©第2章PLD器件结构（1学时）©第3章硬件描述语言VerilogHDL（2学时）©第4章EDA设计工具软件（2学时）©第5章数字电路与数字系统的设计实现（2学时）理论课共10学时1-21第1章数字系统设计与EDA技术1.1数字系统的设计1.2EDA技术与PLD1.3IP核复用技术与SOC1.4数字系统的实现方式1.5数字系统的设计描述方法共共22学时学时1-31.1数字系统的设计内内概容概要要一、数字系统的概念二、传统的数字系统设计方法三、现代的数字

2、系统设计方法1-421.1数字系统的设计一、数字系统的概念1.数字系统°电子系统定义¾凡是可完成一个特定功能的完整的电子装置。特点¾由一组电子元件或基本电子单元电路相互连接、相互作用而形成的电路整体，能按特定的控制信号，去执行所设想的功能。分类•模拟电子系统•数字（电子）系统•模拟-数字混合电子系统1-51.1数字系统的设计°模拟电子系统定义¾由若干模拟集成电路、单元电路和分立元器件组成，对模拟信号进行检测、处理、变换和产生的电子系统。°数字（电子）系统定义¾凡是利用数字技术对数字信息进行处理、传输的电子系统。特点¾由若干数字电路和逻辑部件

3、组成，处理及传送数字信号。优点•工作稳定可靠，抗干扰能力强；•精确度高；•便于大规模集成，易于实现小型化；•便于模块化；•便于加密、解密。1-631.1数字系统的设计°模拟-数字混合电子系统定义¾由模拟电子电路和数字电子电路组成的电子系统。应用¾主要用于过程控制和各种仪器仪表中，完成对如温度、压力、流量、速度等物理量的测量、控制和显示等。温度电压大信号模拟控制数字信号信号信号图1-1水温自动控制系统1-71.1数字系统的设计2.数字集成电路°数字电路：对数字信号进行算术运算和逻辑运算的电路。°数字集成电路：在一块半导体基片上，把众多的数字电

4、路基本单元制作在一起形成的数字电路。°数字集成电路按集成度分每块包含基本元件数小规模集成电路SSIC，10∼100个；中规模集成电路MSIC，100∼1000个；大规模集成电路LSIC，1000∼10000个；超大规模集成电路VLSIC，10000个以上。1-841.1数字系统的设计°按逻辑功能的特点分：（1）通用型：具有很强的通用性，逻辑功能较简单，且固定不变。（2）专用型：即专用集成电路ASIC（ApplicationSpecificIntegratedCircuit），为某种专门用途而设计的集成电路。V数字系统的发展得益于数字器件和集

5、成技术的发展。摩尔定律（Moore’slaw）：每18个月，芯片集成度提高1倍，功耗下降一半。1-91.1数字系统的设计3.数字器件的发展°SSIC→MSIC→LSIC→VLSIC→SOC（SystemOnChip片上系统）→SOPC（SystemOnaProgrammableChip，可编程片上系统）4.集成（IC，IntegratedCircuits）技术的发展°芯片的工艺线宽越来越小从1997年的0.35μm，发展到现在的90nm。°设计周期越来越短1997年时需要12~18月，现在可能只需要半年甚至更短！°集成度越来越高从1997年

6、的20万~50万门，发展到现在的几千万门。1-1051.1数字系统的设计°最具有代表性的IC芯片：¾微控制芯片（MCU，MicroControlUnitMicroControlUnit）¾可编程逻辑器件（PLD，ProgrammableLogicDevice）¾数字信号处理器（DSP，DigitalSignalProcessor）¾大规模存储芯片（RAM/ROM，RandomAccessMemory/ReadOnlyMemory）¾光电集成芯片（OEIC，OpticalElectronicIC）以上这些器件构成了现代数字系统的基石。1-11

7、1.1数字系统的设计二、传统的数字系统设计方法¢基于电路板——采用固定功能器件（通用型器件），通过设计电路板来实现系统功能¾写出真值表或状态表→推出逻辑表达式→化简→逻辑电路图→用小规模逻辑器件来实现•采用自下而上（BottomUp）的设计方法•采用通用型逻辑器件•搭积木式的方式•在系统硬件设计的后期进行仿真和调试•主要设计文件是电路原理图1-1261.1数字系统的设计自行定义器件内部的逻三、现代的数字系统设计方法辑和引脚°基于芯片——采用PLD，利用EDA开发工具，通过芯片设计来实现系统功能。¾写出真值表或状态表→EDA开发工具自动进行逻

8、辑综合→模拟仿真→编程下载到PLD中计算机+EDA软件+空白PLD→数字系统•通常采用自上而下（TpTopDown）的设计方法•采用可编程逻辑器件•在系统硬件设计的早期进行仿真•