EDA技术课件教学作者修改第9章 设计技巧与优化.ppt

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1、第9章设计技巧与优化【学习目标】通过本章的学习要了解和掌握组合逻辑电路设计技巧、同步逻辑电路设计技巧、VHDL的编码风格、提高设计速度的主要方法、资源优化设计方法和QuartusⅡ软件中的优化设置技术。9.1组合逻辑电路设计技巧9.1.1组合逻辑电路的分析其方法和步骤如下：(1)根据组合逻辑电路图，正确写出逻辑表达式；(2)合理变形逻辑表达式，正确写出真值表；(3)根据真值表总结出逻辑电路的逻辑功能；(4)写出该逻辑电路的VHDL程序。9.1组合逻辑电路设计技巧9.1.1组合逻辑电路的分析【例9.1】图9.1是

2、一个简单组合逻辑电路，现根据上述分析步骤对其进行逻辑功能分析。根据电路图可知，输入变量为A，B;输出变量为F。为了方便分析，可以设置中间变量S，P，W。图9.1简单组合逻辑电路9.1组合逻辑电路设计技巧9.1.1组合逻辑电路的分析（1）写出逻辑表达式。经过适当变形整理，得9.1组合逻辑电路设计技巧9.1.1组合逻辑电路的分析（2）写出真值表：如表9.1所列。表9.1真值表ABF0010101001119.1组合逻辑电路设计技巧9.1.1组合逻辑电路的分析（3）分析真值表：通过对真值表的分析可知，这是一个实现同或

3、功能的电路。（4）写出VHDL程序：根据真值表可以写出同或门的VHDL程序：libraryieee;useieee.std_logic_1164.all;entityeorisport(a,b:instd_logic;f:outstd_logic);end;---接下页9.1组合逻辑电路设计技巧9.1.1组合逻辑电路的分析architecturestrofeoris---接上页signalc:std_logic_vector(1downto0);signalresult:std_logic;beginc<=a&

4、b;process(c)begincaseciswhen"00"=>result<='1';when"01"=>result<='0';when"10"=>result<='0';when"11"=>result<='1';whenothers=>null;endcase;endprocess;f<=result;end;9.1组合逻辑电路设计技巧9.1.2组合逻辑电路的设计设计步骤如下：（1）根据逻辑功能正确写出真值表；（2）化简逻辑函数，化简的形式则应根据所选用的逻辑门来决定；（3）根据化简结果和所选定的门

5、电路，画出逻辑电路图或VHDL程序。9.1组合逻辑电路设计技巧9.1.2组合逻辑电路的设计【例9.2】设计一个三人表决器，其中X具有否决权。根据逻辑电路设计步骤设计如下：（1）写出真值表：如表9.2所列。其中，X，Y，Z分别代表参加表决的三个人，F为表决结果。9.1组合逻辑电路设计技巧9.1.2组合逻辑电路的设计表9.23人表决器真值表规定：X，Y，Z为1表示赞成，为0表示反对；F为1表示通过，为0表示被否决。9.1组合逻辑电路设计技巧9.1.2组合逻辑电路的设计（2）化简逻辑函数选用与非逻辑来实现电路，化简逻

6、辑函数得到。（3）画出逻辑电路图或编写VHDL程序：画出逻辑电路图或编写VHDL程序，如图9.2所示。图9.23人表决器逻辑电路图9.1组合逻辑电路设计技巧9.1.2组合逻辑电路的设计3人表决器的VHDL程序libraryieee;useieee.std_logic_1164.all;entitychoiceisport(x,y,z:instd_logic;f:outstd_logic);end;architecturestrofchoiceissignala:std_logic_vector(2downto0

7、);signalresult:std_logic;begina<=x&y&z;process(a)begincaseaiswhen"000"=>result<='0';when“001”=>result<=‘0’;---接下页9.1组合逻辑电路设计技巧9.1.2组合逻辑电路的设计---接上页when"010"=>result<='0';when"011"=>result<='0';when"100"=>result<='0';when"101"=>result<='1';when"110"=>result<='

8、1';when"111"=>result<='1';whenothers=>null;endcase;endprocess;f<=result;end;9.2同步时序逻辑电路设计技巧9.2.1同步时序逻辑电路特点及设计中的常见问题1.同步时序逻辑电路特点(1)电路的核心逻辑用各种各样的触发器实现。(2)电路的主要信号、输出信号等都是由某个时钟沿驱动触发器产生的。(3)同步时序电路可以很