EDA技术与应用讲义第0章概述

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1、第0章概论EDA技术与应用课程讲义合肥工业大学彭良清本章内容EDA技术的发展历史EDA技术实现目标硬件描述语言VHDL概述EDA技术与传统电子设计方法的比较EDA技术的发展趋势培根说：－Historiesmakemenwise让我们先看看EDA的历史数字集成电路的发展晶体管（1955WilliamShockley）小中规模集成电路（1960年代）超大规模集成电路VLSIC(1970年代)专用集成电路ASIC（1980年代）PLD（1970年代）FPGA（Xilinx公司，1984年）好了，我们知道了“米”由来现在我们来学习“煮饭”的方法什么是EDA电子设计自动化（ElectronicD

2、esignAutomation）指设计者利用计算机及相关应用软件完成电子系统设计任务。EDA的三个阶段CADComputerAssistDesign70年代CAEComputerAssistEngineeringDesign80年代ESDAElectronicSystemDesignAutomation90年代CAD阶段1：选用SSI．MSI如各种逻辑门．触发器．寄存器．编码译码器。2：用Tango(Protel)等软件布线，焊接在PCB（PrintedCircuitBoard）上调试。现在还存在吗？CAE阶段（1980～1990）集成电路设计各个阶段的集成工具的产生（原理图输入、编译

3、和连接、逻辑模拟、测试码生成、版图自动布局、单元库的建立）实现从设计输入到版图输出的全程自动化ASIC芯片应用日益广泛CAE阶段的2大特点ASIC大行其道实现了设计的自动化但设计仍采用图形方式ESDA阶段使用HDL语言进行设计高层综合（行为级）取得进展物理设计和逻辑设计的融合，在设计初期就考虑芯片物理结构的影响可测试性设计广泛使用（JTAG）IP核大量使用EDA阶段的结果FPGA/CPLD器件取代部分ASIC器件应用系统设计者或者线路板设计者成为芯片设计者本课程的就是：？学习如何使用可编程逻辑器件进行电子系统设计的方法一切都是命运一切都是烟云一切都是没有结局的开始·······－北岛E

4、DA技术已经开始，那么她的结局是？EDA技术的终极目标是：？完成ASIC（专用集成电路）的设计和实现板级或者系统级的应用系统设计者也能设计IC(芯片)^_^，你、我……了不起吧？！！如何实现？3个途径FPGA/CPLD可编程ASIC半定制全定制ASICEDA技术ASIC技术数字ASIC混合ASICPCB设计途径一：使用可编程逻辑器件使用FPGA/CPLD特点：灵活性通用性好上市周期块对于小批量产品成本低途径二：半定制或者全定制ASIC分类门阵列ASIC标准单元ASIC全定制ASIC特点价格低性能好具有知识产权，保密性好途径三：混合ASIC设计是前2种方法的混合体－>不是模拟和数字的混合

5、体既具有FPGA可编程逻辑资源，也含有可调用的硬件标准单元模块（CPU,RAM,ROM,硬件加法器，乘法器锁相环）例如：ALTERA公司的Virtex-4系列，StratixII系列硬件描述语言：起源是电子电路的文本描述。最早的发明者：美国国防部，VHDL,1983大浪淘沙，为大者二：VHDL和VerilogHDL其他的小兄弟：ABEL、AHDL、SystemVerilog、SystemC。一个D触发器的VHDL代码例子--VHDLcodeposition:p83_ex4_11_DFF1--------------------------------------------------

6、-------------------------------LIBARYIEEE;--USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITYDFF1ISPORT(CLK:INBIT;D:INBIT;Q:OUTBIT);ENDENTITYDFF1;ARCHITECTUREbhvOFDFF1ISBEGINPROCESS(CLK)BEGINIFCLK'EVENTAND(CLK='1')AND(CLK'LAST_VALUE='0')THEN--严格的CLK信号上升沿定义Q<=D;ENDIF;ENDPROCESS;ENDARCHITECTUREbhv;代码实体（5－10）代码结构体

7、（11－20）VHDL(VeryHighSpeedIntegratedCircuitHardwareDescriptionLabguage)以Ada语言为基础，由美国国防高级研究计划局(DARPA)开发。历史和发展：1985年完成第一版1987年成为IEEE标准(IEEE1076)，1993年增修为IEEE1164标准并使用至今。1996年又加入电路合成标准程序和规格，成为IEEE1076.3标准。美国国防部规定其为官方ASIC设计语言。199