CPLDFPGA 与ASIC原理与设计ppt课件.ppt

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1、第三章现代EDA技术应用设计实践第四章数字系统与VerilogHDL描述CPLD/FPGA与ASIC原理与设计返回第五章VerilogHDL基础第六章VerilogHDL设计进阶与设计技巧第一章绪论第二章可编程逻辑器件基础第七章EDA技术综合设计实验举例第八章设计实验项目绪论返回1.1EDA技术的发展史1.2CPLD/FPGA的发展史1.3EDA技术的基本设计方法1.4常用EDA设计软件介绍绪论返回1.1EDA技术的发展史EDA是电子设计自动化（ElectronDesignAutomation）的缩写，是在9

2、0年代初，从CAD（计算机辅助设计）、CAM（计算机辅助制造）、CAT（计算机辅助测试）和CAE（计算机辅助工程）的概念发展起来的。绪论返回EDA技术就是以计算机为工具，在EDA软件平台上，利用硬件描述语言描述设计系统，然后由EDA工具完成逻辑编译，逻辑分割，逻辑综合及优化，逻辑布线，逻辑仿真，适配编译，逻辑映射和下载工作。EDA代表了当今电子设计技术的最新发展方向绪论返回EDA的发展史70年代，出现CAD工具。解决LSI或PCB布线设计问题。如TANGO。80年代，出现EDA工具。主要以数字电路分析为主，能

3、够完成电路图编辑和进行逻辑功能仿真。90年代以来，由于微电子技术的迅猛发展，出现了以高级语言描述、系统仿真和综合技术为特征的第三代EDA技术。绪论返回这个阶段EDA技术的主要特征：1.高层综合的理论与方法取得进展，将RT级提高到了系统级（又称行为级）。2.采用硬件描述语言描述电子系统的设计，如ABEL-HDL、VHDL和VerilogHDL。3.用平面规划（Floorplaning）技术对逻辑综合和物理版图进行联合管理。4.可测试性综合设计。绪论返回5.为带有嵌入μP核的ASIC设计提供软、硬协同设计工具。6

4、.建立并行设计工程CE（ConcurrentEngineering）框架结构的集成化设计环境，以适应当今ASIC的设计。绪论返回在Internet迅速普及的今天，电子设计工程师可以利用Internet，在网上下载EDA设计工具和IP核，使ASIC的设计变得迅速、经济和高效。因此，随着EDA技术的日益普及，EDA必成为每一个电子工程师的主要设计工具。end绪论返回1.2CPLD/FPGA的发展史逻辑器件是用来实现某种特定逻辑功能的电子器件，最简单的逻辑器件是与、或、非门，在此基础上可实现复杂的时序和组合逻辑功能

5、。随着电子技术的发展，电路集成度不断提高，数字集成电路也从SSI、MSI、LSI向VLSI方向发展。下图是数字集成电路的分类：绪论返回(ASIC)一、数字集成电路的分类数字集成电路标准电路用户定制电路RAM、ROM、SSI、LSI－如74系列、40系列软件组态的微处理器－－如CPU、DSP、PLC全定制半定制可编程器件门阵列标准单元阵列PROM、PLA、PAL、GAL、CPLDFPGA绪论返回1.专用集成电路（ASIC）是指专门为某一应用领域或专门用户需要而设计、制造的集成电路。它可以将某些专业电路或电子系统

6、设计在一个芯片上，构成单片集成系统，即片上系统SOC(SystemonChip)。绪论返回2.片上系统SOC专家认为，IC发展的大趋势是高速、高集成度和低功耗的系统。就是将整个系统集成到单一半导体芯片上。更确切地说，片上系统是指综合数字和模拟技术，并将I/O、各种转换器件、存储器和MPU集成在同一封装内，能够高效实现特定功能的IC。片上系统将具备微处理器、存储器和一整套专用功能，甚至电源和电源驱动电路也将集成在同一模块中。绪论返回集成片上系统的优点：实现高速运作、缩短产品的上市时间、降低功耗和减少所占的PCB

7、空间、提高系统的可靠性、它可使电子系统的尺寸更小、性能更高和成本更低，同时整个系统的抗干扰特性与可靠度将提高。绪论返回1.缩小体积ASIC作为集成电路（IC）技术与特定用户的整机或系统技术紧密结合的产物，与通用集成电路相比，在构成电子系统时具有以下几个方面的优越性：2.提高可靠性3.易于获得高性能4.增强保密性5.在大批量应用时，可显著降低系统成本。绪论返回3.全定制ASIC芯片的各层掩膜都是按特定电路功能专门制造的。4.半定制ASIC是一种约束性设计方式。目前，半定制ASIC主要有三种：门阵列、标准单元和可

8、编程逻辑器件。门阵列是一种预先制造好的硅阵列，内部包括几种基本逻辑门和触发器等，芯片中留有一定的布线区。绪论返回5.标准单元是厂家将预先配置好、经过测试，具有一定功能的逻辑块作为标准单元存储在数据库中，设计人员在电路设计完成后，利用CAD工具在版图一级完成与电路一一对应的最终设计。绪论返回二.可编程逻辑器件的发展史可编程逻辑器件（PLD－－ProgrammableLogicDevice）：器件的功能