基于FPGA任意小数分频器设计(正文)

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1、邵阳学院课程设计第1章绪论1.1课题背景当今社会是数字化的社会，是数字集成电路广泛应用的社会。数字集成电路本身在不断地进行更新换代。它由早期的电子管、晶体管、小中规模集成电路，发展到超大规模集成电路（VLSIC，几万门以上）以及许多具有特定功能的专用集成电路。但是，随着微电子技术的发展，设计与制造集成电路的任务已不完全由半导体厂商来独立承担。系统设计师们更愿意自己设计专用集成电路（ASIC）芯片，而且希望ASIC的设计周期尽可能短，最好是在实验室里就能设计出合适的ASIC芯片，并且立即投入实际应用之中，因而出现了现场可编程逻辑器件（FPLD），其中应用最广泛的当属现场可编程门阵列（FPG

2、A）和复杂可编程逻辑器件（CPLD）。1.2研究的目的及意义目的是一方面使我们能够进一步理解课程内容，基本掌握EDA技术和系统知识，增加集成电路应用知识，培养我们的实际动手能力以及分析、解决问题的能力。另一方面也可以是我们更好地巩固和加深对基础知识的理解，学会设计中小型数字系统的方法，独立完成调试过程，增强我们理论联系实际的能力，提高电路分析和设计能力。通过实践引导我们在理论指导下有所创新，为专业课的学习和日后工程实践奠定基础。通过设计，一方面可以加深我们对理论知识的理解，另一方面也可以提高我们考虑问题的全面性，将理论知识上升到一个实践的阶段。1.3EDA的发展历程及应用1.3.1EDA

3、的发展历程随着集成电路和计算机技术的飞速发展，EDA（ElectronicDesignAutomation）应运而生，它是一种高级、快速、有效的电子设计自动化技术。EDA技术以计算机为工具，代替人完成数字系统的逻辑综合、布局布线和设计仿真等工作。设计者只需要完成对系统功能的描述，然后就可以由计算机来处理这些描述，得到设计结果，修改设计也很方便。利用EDA工具进行设计，可以极大的提高设计效率。EDA技术的发展经历了一个由浅到深的过程。20世纪7019邵阳学院课程设计年代，随着中小规模集成电路的开发与应用，传统的手工制图设计电路板和集成电路的方法已经无法满足设计精度和效率的要求，因此人们开始

4、进行二维平面图形的计算机辅助设计，以便解脱繁杂、机械的版图设计工作，这就是第一代的EDA工具。到了20世纪80年代，为了适应电子产品在规模和制作上的要求，出现了以计算机仿真和自动布线为核心技术的第二代EDA技术，其特点是以软件工具为核心，通过这些软件完成产品开发的设计、分析、仿真、测试等各项工作。20世纪90年代后，随着EDA技术继续发展，出现了以高级语言描述、系统级仿真和综合技术为特征的第三代EDA技术，通常也称为ESDA（ElectronicSystemDesignAutomation）阶段。在这个阶段，人们开始追求贯彻整个设计过程的自动化，可以从繁重的设计工作中彻底解放出来，把精力

5、集中在创造性的方案与概念构思上，从而可以提高设计效率，缩短产品的研制周期。1.3.2EDA技术的概念EDA是电子设计自动化（ElectronicDesignAutomation）的缩写，在20世纪90年代初从计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助测试（CAT）和计算机辅助工程（CAE）的概念发展而来的。EDA技术就是以计算机为工具，设计者在EDA软件平台上，用硬件描述语言HDL完成设计文件，然后由计算机自动的完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局、布线和仿真，直至对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作。19邵阳学院课程设计1.3.3EDA的应用用

6、户需求功能定义ASIC设计硬件语言编译工具逻辑综合工具功能分析工具布局布线工具版图生成工具形式验证工具半导体厂ICSOC设计逻辑综合工具功能分析工具布局布线工具时序分析工具编程下载工具可编程PLDPCB设计原理图编辑工具网表生成工具布局布线工具规则检查工具电子兼容分析工具热分析工具制板商PCB图1.1EDA技术应用范围EDA技术应用范围见图1.1。当代的EDA技术应用于电子设计的方方面面。从一个角度来看，EDA技术可粗略分为系统级、电路级和物理实现级三个层次的辅助设计过程；从另一个角度来看，EDA技术应包括电子设计的各个领域：从低频电路到高频电路、从线形电路到非线形电路、从模拟电路到数字

7、电路、从分立元件电路到集成电路的全部设计过程。具体来说，EDA技术大体分为三方面的应用：（1）ASIC（ApplicationSpecificIntegratedCircuit，专用集成电路）设计。（2）SOC（SystemOnaChip，系统芯片）设计。（3）PCB（PrintedCircuitBoard，印刷电路板）设计。可以说如果没有EDA技术，今天的电子设计就没办法进行。19邵阳学院课程设计1.3.4Verilog硬件描述语