第1章 EDA技术概述.ppt

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1、第一章EDA技术概述教学目标：通过本章知识的学习，了解电子设计自动化技术的特点与发展；掌握EDA技术的定义、硬件描述语言和集成开发工具；掌握EDA技术的硬件设计对象；掌握EDA技术的设计流程和设计方法。1.1EDA技术1.1.1EDA技术概念狭义的EDA技术定义：EDA技术就是以计算机为工具，在EDA软件平台上，对以硬件描述语言HDL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、逻辑化简、逻辑分割、逻辑综合及优化、逻辑布局布线、逻辑仿真，直至对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作。1.1EDA技术1.1.2EDA技术的特点用软件的方式设计硬件，加速硬件设计周期。

2、“自顶向下”的设计方法，简化设计流程。用软件方式设计的系统到硬件系统的转换是由相关的开发软件自动完成的。设计过程中可用有关软件进行各种仿真，包括时序和功能仿真。系统可现场编程，在线升级，简化系统的设计维护。整个系统可集成在一个芯片上，体积小、功耗低、可靠性高。1.1EDA技术1.1.3EDA技术的发展20世纪70年代的计算机辅助设计阶段将设计人员从大量繁琐的计算和绘图中解脱出来20世纪80年代的计算机辅助工程设计阶段设计人员开始使用计算机完成大部分设计任务20世纪90年代电子设计自动化阶段人们开始追求将整个设计过程自动化1.2EDA技术的知识体系1.2.1EDA技术的主要内容1．可

3、编程逻辑器件可编程逻辑器件（programmablelogicdevice，PLD）是一种由用户根据自己的要求构造逻辑功能的数字集成电路。其主要特点为：缩短研制周期降低设计成本提高设计灵活性1.2EDA技术的知识体系1.2.1EDA技术的主要内容2．硬件描述语言硬件描述语言（hardwaredescribelanguage，HDL）以文本形式来描述数字系统硬件结构和行为，是一种用形式化方法来描述数字电路和系统的语言，可以从上层到下层（从抽象的系统级到具体的寄存器级）逐层描述设计者的设计思想。3．软件开发工具软件开发工具是利用EDA技术进行电子系统设计的智能化的自动化设计工具，在ED

4、A技术应用中占据极其重要的地位。EDA工具大致可以分为5个模块。即设计输入编辑器、HDL综合器、仿真器、适配器（或布局布线器）和下载器。1.2EDA技术的知识体系1.2.1EDA技术的主要内容4．实验开发系统实验开发系统则是利用EDA技术进行电子系统设计的下载及硬件验证工具。提供芯片下载电路及EDA实验/开发的外围资源(类似于用于单片机开发的仿真器)，供硬件验证用。一般包括：实验或开发所需的各类基本信号发生模块，包括时钟、脉冲、高低电平等；FPGA/CPLD输出信息显示模块，包括数码显示、发光管显示、声响指示等；监控程序模块，提供“电路重构软配置”；目标芯片适配座以及上面的FPGA

5、/CPLD目标芯片和编程下载电路。1.2EDA技术的知识体系1.2.2可编程逻辑器件1．FPGAFPGA是Field-ProgrammableGateArray的缩写，即现场可编程门阵列，是由美国的Xilinx公司率先推出的。FPGA是由存放在片内RAM中的程序来设置其工作状态的，因此，工作时需要对片内的RAM进行编程。用户可以根据不同的配置模式，采用不同的编程方式。FPGA的编程无需专用的编程器，只需使用通用的EPROM、PROM编程器即可。当需要修改FPGA功能时，只需要换一片EPROM即可。FPGA能够反复使用。同一片FPGA，不同的编程数据可以产生不同的电路功能。1.2ED

6、A技术的知识体系1.2.2可编程逻辑器件2．CPLDCPLD是complexprogrammablelogicdevice的缩写，即复杂可编程逻辑器件。CPLD也是一种用户根据需要而自行构造逻辑功能的数字集成电路。其基本设计方法是借助集成开发软件平台，用原理图、硬件描述语言等方法，生成相应的目标文件，通过下载电缆（在“系统”编程）将代码直接传送到目标芯片中，实现设计的数字系统。FPGA和CPLD都是PLD器件，两者的功能基本相同，只是实现的硬件原理有所区别，所以有时可以忽略两者的区别，统称为可编程逻辑器件或CPLD/FPGA。1.2EDA技术的知识体系1.2.3可编程逻辑语言1．V

7、HDLVHDL（Very-High-Speedintegratedcircuithardwaredescriptionlanguage）语言涵盖面广，抽象描述能力强，支持硬件的设计，验证，综合，与测试。VHDL语言能在多个级别上对同一逻辑功能进行描述，如可以在寄存器级别上对电路的组成结构进行描述，也可以在行为描述级别上（这也是VHDL优势之处）对电路的功能与性能进行描述。1.2EDA技术的知识体系1.2.3可编程逻辑语言2．VerilogHDLVerilogHDL是专