EDA技术及其应用概述课件.ppt

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1、EDA技术及其应用信息工程系魏增辉EDA技术及其应用第1章概述1.1EDA技术EDA(ElectronicDesignAutomation)EDA技术就是依赖功能强大的计算机，在EDA工具软件平台上，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、化简、分割、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系统功能。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。1.1EDA技术EDA技术发展阶段▲在FPGA上实现DSP应用2

2、0世纪70年代20世纪80年代20世纪90年代21世纪后MOS工艺已得到广泛的应用集成电路设计进入了CMOS(互补场效应管)时代EDA技术推向成熟和实用▲在一片FPGA中实现一个完备的嵌入式系统▲EDA软件不断推出▲EDA使得电子领域各学科的界限更加模糊，更加互为包容▲基于EDA的用于ASIC设计的标准单元已涵盖大规模电子系统及复杂IP核模块▲软硬IP(IntellectualProperty)核广泛应用▲SoC高效低成本设计技术的成熟▲系统级、行为验证级硬件描述语言的出现，使复杂电子系统的设计和验证趋于简单1.2EDA技术应用对

3、象ASIC的设计和实现实现目标全定制或半定制ASICFPGA/CPLD（或称可编程ASIC）开发应用1.大规模可编程逻辑器件2.半定制或全定制ASIC标准单元ASIC全定制芯片门阵列ASIC3.混合ASIC1.3VHDLVHDL、VerilogHDL、ABEL、AHDL、SystemVerilog、SystemC等HDLVHDL--VHSIC(VeryHighSpeedIntegratedCircuit)HardwareDescriptionLanguageVHDL语言具有很强的电路描述和建模能力，能从多个层次对数字系统进行建模和

4、描述，从而大大简化了硬件设计任务，提高了设计效率和可靠性。VHDL具有与具体硬件电路无关和与设计平台无关的特性，并且具有良好的电路行为描述和系统描述的能力，并在语言易读性和层次化结构化设计方面，表现了强大的生命力和应用潜力。手工设计方法●复杂电路的设计、调试十分困难；●无法进行硬件系统仿真，若某一过程存在错误，查找和修改十分不便；●设计过程中产生大量文档，不易管理；●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；●只有在设计出样机或生产出芯片后才能进行实测；1.4EDA的优势EDA技术●计算机模拟验证，缩短

5、设计周期；●各类库的支持；●极大地简化设计文档的管理；●最具现代电子设计技术特征的功能是日益强大的逻辑设计仿真测试技术；●设计者拥有完全的自主权，再无受制于人之虞；●良好的可移植与可测试性，为系统开发提供了可靠的保证；●能将所有设计环节纳入统一的自顶向下的设计方案中；●系统板设计结束后仍可利用计算机对硬件系统进行完整的测试。1.5面向FPGA的EDA开发流程1.5.1设计输入图1-1FPGA的EDA开发流程1.5面向FPGA的EDA开发流程1.5.1设计输入1.图形输入状态图输入波形图输入原理图输入2.硬件描述语言文本输入将使用了

6、某种硬件描述语言(HDL)的电路设计文本，如VHDL或Verilog的源程序，进行编辑输入。1.5面向FPGA的EDA开发流程1.5.2综合将用行为和功能层次表达的电子系统转换为低层次的便于具体实现的模块组合装配而成的过程。自然语言综合行为综合逻辑综合版图综合结构综合自然语言表述算法表述RTL级表述逻辑门表述VHDL语言算法表述寄存器传输级表述逻辑门(触发器)表述版图表述(ASIC设计)FPGA的配置网表文件1.5面向FPGA的EDA开发流程1.5.3适配（布线布局）适配器也称结构综合器，它的功能是将由综合器产生的网表文件配置于指

7、定的目标器件中，使之产生最终的下载文件，如JEDEC、Jam格式的文件。适配所选定的目标器件必须属于原综合器指定的目标器件系列。1.5.4仿真在编程下载前必须利用EDA工具对适配生成的结果进行模拟测试仿真时序仿真功能仿真1.6PLD1.6.1PLD的分类集成度低集成度芯片高集成度芯片可编程逻辑器件乘积项结构器件查找表结构器件编程工艺熔丝(Fuse)型器件反熔丝(Anti-fuse)型器件EPROM型EEPROM型SRAM型Flash型1.6PLD1.6.2PROM可编程原理图1-2PLD的互补缓冲器图1-3PLD的互补输入图1-4

8、PLD中与阵列表示图1-5PLD中或阵列的表示图1-6阵列线连接表示1.6PLD1.6.2PROM可编程原理图1-7PROM表达的PLD阵列图或阵列A0A1A1A1A0A0与阵列（固定）F1F0（可编程）S=A0⊕A1C=A0•A11.6PLD1.