[精品]eda及fpga发展趋势

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1、班级：电子0802学号：20084710姓名：何武EDA和FPGA技术的发展趋势一EDA和FPGA的概要介绍首先应该了解两种技术的内容：EDA在通信行业(电信)里的另一个解释是企业数据架构，EDA给出了一个金业级的数据架构的总体视图，并按照电信企业的特征，进行了框架和层级的划分。EDA是电子设计自动化(ElectronicDesignAutomation)的缩写，在20世纪60年代中期从计算机辅助设计(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。FPGA

2、(Field—Programmab1eGateArray),即现场可编程门阵列,它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路(ASTC)领域中的一种半定制电路而岀现的，既解决了定制电路的不足,又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。EDA技术是指以计算机为工作平台，融合了应用电子技术、计算机技术、信息处理及智能化技术的最新成果，进行电子产品的口动设计。利用EDA工具，电子设计师可以从概念、算法、协议等开始设计电子系统，大量工作可以通过计算机完成，并可以将电子产品从电路

3、设计、性能分析到设计出IC版图或PCB版图的整个过程的计算机一上口动处理完成。现在对EDA的概念或范畴用得很宽。包括在机械、电子、通信、航空航天、化工、矿产、生物、医学、军事等各个领域，都有EDA的应用。目前EDA技术己在各大公司、企事业单位和科研教学部门广泛使用。例如在飞机制造过程屮，从设计、性能测试及特性分析直到飞行模拟，都可能涉及到EDA技术。本文所指的EDA技术，主要针对电了电路设计、PCB设计和IC设计。EDA设计可分为系统级、电路级和物理实现级。FPGA采用了逻辑单元阵列LCA(LogicCellAr

4、ray)这样一个概念，内部包括可配置逻辑模块CLB(ConfigurableLogicBlock)＞输出输入模块I0B(InputOutputBlock)和内部连线(Interconnect)三个部分。现场可编程门阵列(FPGA)是可编程器件。与传统逻辑电路和门阵列(如PAL,GAL及CPLD器件)相比，FPGA具冇不同的结构，卜TGA利用小型查找表(16X1RAM)来实现组合逻辑，每个查找表连接到一个D触发器的输入端，触发器再来駆动其他逻辑电路或駆动1/0,由此构成了即可实现组合逻辑功能又可实现吋序逻辑功能的基

5、木逻辑单元模块，这些模块间利用金属连线互相连接或连接到T/0模块。FPGA的逻辑是通过向内部静态存储单元加载编程数据來实现的，存储在存储器单元中的值决定了逻辑单元的逻辑功能以及各模块Z间或模块与1/0间的联接方式，并最终决定了FPGA所能实现的功能，FPGA允许无限次的编程。二EDA和FPGA的应用特点EDA的设计方法(1)前端设计(系统建模RTL级描述)后端设计(FPGAAS1C)系统建模(2)IP复用(3)前端设计(4)系统描述：建立系统的数学模型。(5)功能描述：描述系统的行为或各子模块之间的数据流图。(6

6、)逻辑设计：将系统功能结构化，通常以文木、原理图、逻辑图、布尔表达式來表示设计结果。(7)仿真：包括功能仿真和时序仿真，主要验证系统功能的正确性及时序特性。EDA的设计技巧：(1)密码锁输入电路KEYBOARD.VHD屮对各种分频信号/信号序列的设计有独到之处。该设计中，利用一个自由计数器来产生各种需要的频率，也就是先建立一个N位计数器，N的大小根据电路的需求决定。N的值越大，电路可以除频的次数就越多，这样就可以获得更大的频率变化，以便捉供多种不同频率的时钟信号。若输入时钟为CLK,N位计数器的输出为Q[N-1,

7、0],则Q(0)为CLK的2分频脉冲信号，Q(1)为CLK的4分频脉冲信号，Q(2)为CLK的8分频脉冲信号，……Q(N-1)为CLK的2N分频脉冲信号；Q(5D0WNT04)取得的是一个脉冲波形序列，其值是依00-01-10-11-00-01周期性变化的，其变化频率为CLK的25分频，也就是32分频。我们利用以上规律即可得到各种我们所需要频率的信号或信号序列。(2)键盘输入去抖电路的设计程序DEBOUNCING.VHD在实际系统的开发屮有较好的参考价值。(3)密码锁控制电路CTRL,VIII)中对于数据的更新及

8、移位方法比较好。程序中使用语句“ACC<=ACC(11DOWNTO0)&DATA_N”非常简洁地同时实现了ACC中的低4位用DATA_N进行更新，而高12位用ACC中的原来的低12位左移而来的处理。(4)在密码锁输入电路等模块的程序的设计和仿真中，为了便于观察一些中间结果，在程序中增加了一些观测输出点。这一设计技巧，对于较大的程序或多进程程序的设计非常重要。同时在仿真时，