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1数字系统分析与设计EDA（ElectronicDesignAutomation）----袁海林2第一章概述第一节EDA技术概述第二节硬件描述语言第三节可编程逻辑器件第四节EDA工具3第一节EDA技术概述EDA技术是一种以计算机作为工作平台，以EDA软件工具为开发环境，以硬件描述语言为设计语言，以可编程逻辑器件为实验载体，以ASIC、SOC和嵌入式系统为目标器件，以数字系统设计为应用方向的电子产品自动化设计技术。一、EDA技术的定义4FPGA/CPLD器件VHDL代码VHDL文本编辑器VHDL综合器FPGA/CPLD编程下载器时序与功能仿真器MAXPLUSIIFPGA/CPLD适配器二、EDA设计流程5三、与传统电子设计技术和单片机技术相比，EDA技术的优越性1、自主知识产权2、开发技术标准化、规范化、IPCore（IntellectualProperty）的可重用性3、自顶向下的设计方案，设计效率高和规模大4、现代电子开发技术的发展方向，全方位仿真、充分利用现代计算机技术7、CPLD的纯硬件加密的可靠性要好得多，5、先进的编程下载方式isp6、对于硬件经验要求不高，仅需集中精力于系统本身功能的实现8、高速性能好9、高可靠性10、可设计成单片系统---SYSTEMONACHIP-SOC6第二节硬件描述语言HDL-HardwareDescriptionLanguage一、常用硬件描述语言：VHDLVerilogHDLIEEE标准VHDL-VeryhighspeedintegratedHardwareDescriptionLanguage“TellmehowyourcircuitshouldbehaveandIwillgiveyouhardwarethatdoesthejob”7VHDL设计事例----一个2选1多路选择器程序包实体结构体信号传输符号8二、硬件描述语言与软件描述语言的异同9C、ASM...程序CPU指令/数据代码：0100101000101100软件程序编译器COMPILER软件语言设计目标流程VHDL/VERILOG.程序硬件描述语言综合器SYNTHESIZER为ASIC设计提供的电路网表文件硬件语言设计目标流程10第三节可编程逻辑器件概述PLDProgrammableLogicDvice一、什么是可编程逻辑器件11模拟集成电路数字集成电路集成电路混合集成电路标准单元门阵列PLD半定制集成电路全定制集成电路FULL-CUSTOMIC12可编程逻辑器件已经成为比分离元件以及类似专用集成电路（ASICs）的全定制或者半定制器件更受欢迎的产品。可编程逻辑器件------是用户可自由配置的数字集成电路(ICs)。可编程逻辑器件可以利用其内部逻辑结构实现用户再设计的任何逻辑功能。现在，PLD制造商已经能够供应集成度和性能比分离元件高，而单位功能成本低于分离元件的可编程器件。13基于乘积项的结构模块CPLD-ComplexProgrammableLogicDevice基于查找表的结构模块FPGA-FieldProgrammableGateArray二、构成可编程逻辑的两种主要实现方法141、基于乘积项的结构模块可编程的“与”阵列，固定的“或”阵列结构原理与特点：O2=I2·I1·I0+I2·I0+I1·I0O1=I2·I1·I0+I1·I0O0=I1·I0+I2·I1·I015•一个N输入查找表(LUT，LookUpTable)可以实现N个输入变量的任何逻辑功能，如N输入“与”、N输入“异或”等。输出查黑找盒表子输入1输入2输入3输入4什么是查找表?2、基于查找表的结构模块161000001010000010输入A输入B输入C输入D查找表输出16x1RAM查找表原理多路选择器Y=ABCD+ABCD+ABCD+ABCD17三、可编程逻辑器件实物18EPM7128S19ALTERAEPF10K10PC8420第四节EDA工具软件1、ALTERA：MAX+PLUSII、QUARTUSII2、LATTICE：ispEXPERTSYSTEM3、XILINX：FOUNDATION、ISE21一、什么是MAX+PLUSII?–提供与器件结构无关的开发环境•支持所有的Altera产品(所有器件使用一个库)–广泛满足设计需求•设计输入•综合•布局和布线(装入)•仿真•定时分析•器件编程–支持多种平台(PC机和工作站)•是ALTERA的一个全面集成的PLD开发系统22设计输入项目编译项目校验器件编程MAX+PLUSII时间分析器MAX+PLUSII图形编辑器MAX+PLUSII文本编辑器MAX+PLUSII编程器编译器网表提取器适配逻辑综合器数据库建库器MAX+PLUSII信息处理器和层次显示23二、MAX+PLUSII的使用24方法及要求•1、明确知识的体系结构•2、明确本课程的设计工具性特点•3、能熟练采用此技术完成各种数字系统的设计与实现