EDA原理及应用

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1、EDA原理及应用何宾2008.09E-mail:hebin@mail.buct.edu.cn课程进度安排：56学时（课堂教学40学时，上机实验16学时）课堂教学内容：第1章-EDA设计导论第2章-可编程逻辑器件设计方法第3章-VHDL语言基础第4章-数字逻辑单元设计第5章-VHDL高级设计技术第6章-基于HDL和原理图的设计输入第7章-设计综合和行为仿真第8章-设计实现和时序仿真第9章-设计下载和调试第10章-设计示例（数字钟、UART、数字电压表）2课程教材《EDA原理及应用》何宾编著清华大学出版社,2009.05《EDA原理及应用实验教程》何宾编著清华大学

2、出版社,2009.053第一章EDA设计导论-主要内容EDA技术综述；EDA技术发展历史、EDA技术涵义、EDA技术主要内容；PLD设计方法学；在PLD设计方法学部分，介绍了PLD设计概论、PLD设计流程、SOPC设计流程；HDL硬件描述语言介绍了HDL硬件描述语言概念、HDL语言特点和比较、HDL语言最新发展。4第一章EDA设计导论-EDA技术综述EDA技术伴随着计算机、集成电路、电子系统设计的发展，经历了三个发展阶段：1、计算机辅助设计(CAD)2、计算机辅助工程设计(CAE)3、电子设计自动化(EDA)5第一章EDA设计导论-EDA技术综述1、计算机辅助

3、设计(CAD)随着集成电路的出现和应用，硬件设计进入到发展的初级阶段。初级阶段的硬件设计大量选用中小规模标准集成电路。在此阶段，人们开始将产品设计过程中高度重复性的繁杂劳动，如布图布线工作，用二维图形编辑与分析的CAD工具替代，最具代表性的产品就是美国ACCEL公司开发的Tango布线软件。20世纪70年代，是EDA技术发展初期，由于PCB布图布线工具受到计算机工作平台的制约，其支持的设计工作有限且性能比较差。62、计算机辅助工程（CAE）随着微电子工艺的发展，相继出现了集成上万只晶体管的微处理器、集成几十万直到上百万储存单元的随机存储器和只读存储器。此外，支

4、持定制单元电路设计的硅编辑、掩膜编程的门阵列，如标准单元的半定制设计方法以及可编程逻辑器件(PAL和GAL)等一系列微结构和微电子学的研究成果都为电子系统的设计提供了新天地。因此，可以用少数几种通用的标准芯片实现电子系统的设计。第一章EDA设计导论-EDA技术综述7第一章EDA设计导论-EDA技术综述20世纪80年代初，推出的EDA工具则以逻辑模拟、定时分析、故障仿真、自动布局和布线为核心，重点解决电路设计没有完成之前的功能检测等问题。到了20世纪80年代后期，EDA工具已经可以进行设计描述、综合与优化和设计结果验证，CAE阶段的EDA工具不仅为成功开发电子产

5、品创造了有利条件，而且为高级设计人员的创造性劳动提供了方便。但是，大部分从原理图出发的EDA工具仍然不能适应复杂电子系统的设计要求，而具体化的元件图形制约着优化设计。8第一章EDA设计导论-EDA技术综述3、电子系统设计自动化阶段微电子技术的发展，特别是可编程逻辑器件的发展，使得微电子厂家可以为用户提供各种规模的可编程逻辑器件，设计者通过设计芯片实现电子系统功能。EDA工具的发展，又为设计师提供了全线EDA工具。这个阶段发展起来的EDA工具，目的是在设计前期将设计师从事的许多高层次设计由工具来完成。由于电子技术和EDA工具的发展，设计师可以在不太长的时间内使用

6、EDA工具，通过一些简单标准化的设计过程，利用微电子厂家提供的设计库来完成数万门ASIC和集成系统的设计与验证。9第一章EDA设计导论-EDA技术综述硬件描述语言HDL的出现是这个阶段最重要的成果，由于HDL语言的出现使得EDA设计进入到抽象描述的设计层次。21世纪开始，随着微电子技术的进一步发展，EDA设计进入了更高的阶段，即片上系统设计（SOPC，SystemOnProgrammableChip）阶段，在这个阶段，可编程逻辑器件内集成了数字信号处理器的内核、微处理器的内核等，使得可编程逻辑器件不再只是完成复杂的逻辑功能，而是具有了强大的信号处理和控制功能。

7、SOPC技术的进一步发展必将给电子系统的设计带来一场深刻的变革。10第一章EDA设计导论-EDA技术涵义EDA技术包括狭义EDA技术和广义EDA技术。狭义EDA技术，就是指以大规模可编程逻辑器件为设计载体，以硬件描述语言为系统逻辑描述的主要表达方式，以计算机、大规模可编程逻辑器件的开发软件及实验开发系统为设计工具，通过有关的开发软件，自动完成用软件方式设计的电子系统到硬件系统的逻辑编译、逻辑化简、逻辑分割、逻辑综合及优化、逻辑布局布线、逻辑仿真，直至对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射、编程下载等工作，最终形成集成电子系统或专用集成芯片的一门新技术，或称为IE

8、S/ASIC自动设计技术。11第一章E