在系统编程技术综述

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1、课程综述课程名称在系统编程技术任课教师班级姓名学号在系统编程技术综述合肥学院电子信息与电气工程系08电子信息专业2班王琴0805070197前言本文是在学习了《在系统编程技术》这门课程和完成上机实验的基础上阐述个人对这门课程的认识。主要内容涉及的EDA技术的基本概念、EDA技术的发展历程、与传统电子设计方法相比不可替代的优势、发展历程及未来的发展趋势、使用的描述语言VHDL和VHDL的设计流程。正文1、EDA技术基本概念EDA（ElectronicDesignAutomation即电子设计自动化）技术是在系统编程技术的核心，它依赖与功能强大的计

2、算机，在EDA工具软件平台，对以硬件描述语言HDL（HardwareDescriptionlanguage）为系统逻辑描述手段完成的设计文件，自动地完成逻辑编译、逻辑简化、逻辑分割、逻辑综合、结构综合（布局布线），以及逻辑优化和仿真测试，直至实现既定的电子线路功能。EDA技术在硬件实现方面融合了大规模集成电路制造技术、IC版图设计技术、ASIC测试和封装技术、FPGA（FieldProgrammableGateArray）/CPLD(ComplexProgrammableDevice)编程下载技术、自动测试技术等；在计算机辅助工程方面融合了计算

3、机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助测试（CAT）、计算机辅助工程（CAE）技术以及多种计算机语言的设计概念；而在现代电子学方面则容纳了更多的内容，入电子线路设计理论、数字信号处理技术、数字系统建模和优化技术及给予微波技术的长线技术理论等。因此，EDA技术为现代电子理论和设计的表达与实现提供了可能性。2、EDA技术发展历程正因为EDA技术丰富的内容以及与电子技术各学科领域的相关性，其发展的历程同大规模集成电路设计技术、计算机辅助工程、可编程逻辑器件，以及电子设计技术和工艺的发展是同步的。就过去近30年电子技术的发展历程，大

4、致可将EDA技术的发展分为三个阶段。第一阶段：20世纪70年代在集成电路制作方面MOS工艺得到了广泛的应用。可编程逻辑技术及其器件已经问世，计算机作为一种运算工具已在科学领域得到了广泛的应用。而在后期，CAD的概念已见雏形。这一阶段人们开始利用计算机取代手工劳动，辅助进行集成电路版图编辑、PCB布局布线等工作。第二阶段：20世纪80年代，集成电路设计进入了CMOS（互补场效应管）时代。复杂可编程逻辑器件已进入商业应用，相应的伏虎软件也已投入使用。而在80年代末，出现了FPGA，CAE和CAD技术的应用更为广泛，它们在PCB设计方面的原理图输入、

5、自动布局布线即PCB分析，以及逻辑设计、逻辑仿真、布尔方程综合和花间等方面担任了重要的角色，特别是各种硬件描述语言的出现及其在应用和标准化方面的重大进步，为电子设计自动化必须解决的电路建模、标准文档计仿真测试奠定了基础。第三阶段：进入20世纪90年代，随着硬件描述语言的标准化得到进一步的确立，计算机辅助工程、辅助分析和辅助设计在电子设计领域获得了更加广泛的应用，与此同时电子技术在通信、计算机及家电产品生产中的市场需求和技术需求，极大地推动了全新的电子设计自动化技术的应用和发展。特别是集成电路设计工艺步入了超神亚微米阶段，近千万门以上的大规模可编

6、程逻辑器件的陆续面世，以及基于计算机技术的的面向用户的低成本大规模ASIC设计技术的应用，促进了EDA技术的形成。更为重要的是，各EDA公司致力于推出兼容各种硬件实现方案和支持标准硬件描述语言的EDA工具软件的研究，都有效地将EDA技术推向成熟。3、EDA技术的优势传统的数字电子系统或IC设计中，手工设计占了较大的比例。手工设计一般先按电子系统的具体功能要求进行功能划分，然后对每个子模块画出真值表，用卡诺图进行手工逻辑化简，写出布尔表达式，画出相应的逻辑线路图在据此选择元器件，设计电路板，最后进行实测和调试。由此可见手工设计方法的缺点：1）复杂

7、电路的设计、调试十分困难。2）由于无法进行硬件系统仿真，如果某一过程存在错误，查找马赫修改十分不便。3）设计过程中产生大量文档，不易管理。4）对于IC设计而言，设计实现过程与具体生产工艺直接相关因此可移植性差。5）只有在设计出样机或生产出芯片后才能进行实测。相比之下，EDA技术有很大不同：1）用HDL对数字系统进行抽象的行为及功能描述以及具体的内部线路结构描述，从而可以在电子设计的各个阶段、各个层次进行计算机模拟验证，保证设计过程的正确性，可以大大降低设计成本，缩短设计周期。2）EDA工具之所以能够完成各种自动设计过程，关键是有各类库的支持。入

8、逻辑仿真时的模拟库、逻辑综合时的综合库、版图综合时的版图库、测试综合时的测试库，等等。这些库都是EDA公司欲半导体生产商紧密合作、共同开发的。3）某些