PLD原理及应用

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1、7/20/20211EDA技术与应用（第3版）7/20/20212目录第1章EDA技术概述第2章EDA工具软件使用方法第3章VHDL第4章VerilogHDL第5章常用ＥＤＡ工具软件第6章可编程逻辑器件第7章ＥＤＡ技术的应用7/20/20213第1章EDA技术概述1.1EDA技术及发展1.2EDA设计流程1.3硬件描述语言HDL1.4可编程逻辑器件1.5常用EDA工具7/20/20214第2章EDA工具软件的使用方法2.1QuartusⅡ的安装2.2QuartusⅡ软件的主界面2.3QuartusⅡ图形编辑输入法2.4MAX+PLUSⅡ设计项目的转换

2、2.5QuartusⅡ宏功能模块的使用方法2.6嵌入式逻辑分析仪的使用方法7/20/20215第3章VHDL3.1VHDL基础知识3.2VHDL语言要素3.3VHDL顺序语句3.4VHDL并行语句3.5VHDL库和程序包3.6VHDL设计流程7/20/20216第4章VerilogHDL4.1VerilogHDL入门4.2VerilogHDL的词法4.3VerilogHDL的语句4.4不同抽象级别的VerilogHDL模型4.5VerilogHDL设计流程7/20/20217第5章常用EDA工具软件5.1ModelSim5.2基于Matlab/DSP

3、Builder的DSP模块设计5.3NiosII嵌入式系统开发软件7/20/20218第6章可编程逻辑器件6.1可编程逻辑器件的基本原理6.2可编程逻辑器件的设计技术6.3可编程逻辑器件的编程与配置7/20/20219第7章EDA技术的应用7.1组合逻辑电路设计应用7.2时序逻辑电路设计应用7/20/202110第1章EDA技术概述1.1EDA技术及发展20世纪末，数字电子技术得到飞速发展，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化的提高。在其推动下，数字电子技术的应用已经渗透到人类生活的各个方面。从计算机到手机，从数字电话到数字电视，从家用电器到军用

4、设备，从工业自动化到航天技术，都尽可能采用数字电子技术。本章介绍EDA技术的发展、EDA设计流程以及EDA技术涉及的领域。7/20/202111微电子技术，即大规模集成电路加工技术的进步是现代数字电子技术发展的基础。目前，在硅片单位面积上集成的晶体管数量越来越多，1978年推出的8086微处理器芯片集成的晶体管数是4万只，到2000年推出的Pentium4微处理器芯片的集成度达4200万只晶体管，2005年生产可编程逻辑器件（PLD）的集成度达到5亿只晶体管，包含的逻辑元件（LogicElements，LEs）有18万个，2006年生产的PLD中的L

5、Es达到33万个，而2009年生产的PLD中的LEs达到84万个，集成度达到25亿只晶体管。原来需要成千上万只电子元件组成的一台计算机主板或彩色电视机电路，而现在仅用几片超大规模集成电路就可以代替，现代集成电路已经能够实现单片电子系统SOC（SystemOnaChip）的功能。7/20/202112现代电子设计技术的核心是EDA（ElectronicDesignAutomation）技术。EDA技术就是依靠功能强大的电子计算机，在EDA工具软件平台上，对以硬件描述语言HDL（HardwareDescriptionLanguage）为系统逻辑描述手段完

6、成的设计文件，自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、仿真，直至下载到可编程逻辑器件CPLD/FPGA或专用集成电路ASIC（ApplicationSpecificIntegratedCircuit）芯片中，实现既定的电子电路设计功能。EDA技术使得电子电路设计者的工作仅限于利用硬件描述语言和EDA软件平台来完成对系统硬件功能的实现，极大地提高了设计效率，减少设计周期，节省设计成本。7/20/202113EDA是在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

7、来的。一般把EDA技术的发展分为CAD、CAE和EDA三个阶段。CAD（ComputerAidedDesign）是EDA技术发展的早期阶段，在这个阶段，人们开始利用计算机取代手工劳动。但当时的计算机硬件功能有限，软件功能较弱，人们主要借助计算机对所设计的电路进行一些模拟和预测，辅助进行集成电路版图编辑、印刷电路板PCB（PrintedCircuitBoard）布局布线等简单的版图绘制等工作。7/20/202114CAE（ComputerAidedEngineering）是在CAD的工具逐步完善的基础上发展起来的，尤其是人们在设计方法学、设计工具集成化

8、方面取得了长足的进步，可以利用计算机作为单点设计工具，并建立各种设计单元库，开始用计算机将许多单点工具集成在