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1、EDA与数字系统设计（第二版）,李国丽 朱维勇 何剑春,0 绪论,01数字系统设计的基本概念 02 数字系统设计方法简介 03可编程逻辑器件简介 04 EDA软件种类及各自特点 0.5 硬件描述语言简介,01数字系统设计的基本概念,数字系统是对数字信息进行存储、传输、处理的电子系统。 门电路、触发器等称为逻辑器件，将由逻辑器件构成，能执行某单一功能的电路，如计数器、译码器、加法器等，称为逻辑功能部件，把由逻辑功能部件组成的能实现复杂功能的数字电路称数字系统。,01数字系统设计的基本概念,数字系统一般由控制电路、多个受控电路、输入/输出电路、时基电路等几部分构成,图0-1 数字系统框图,01数字
2、系统设计的基本概念,数字系统和功能部件之间的区别之一在于功能是否单一。 数字系统和功能部件之间的区别之二是是否包含控制电路。 控制电路的逻辑关系最为复杂，是数字系统设计中的关键。,02 数字系统设计方法简介,1明确设计要求，确定系统的输入/输出 2确定整体设计方案 3自顶向下（top-down）的模块化设计方法 4数字系统的设计,02 数字系统设计方法简介,数字系统的设计可以在以下几个层次上进行： （1）选用通用集成电路芯片构成数字系统； （2）应用可编程逻辑器件实现数字系统； （3）设计专用集成电路(单片系统)。,03可编程逻辑器件简介,数字集成电路从它的产生到现在，经过了早期的电子管、晶体
3、管、小中规模集成电路，到大规模、超大规模集成电路(VLSIC，几万门以上)以及许多具有特定功能的专用集成电路的发展过程。,03可编程逻辑器件简介,CPLDComplex Programmable Logic Device FPGAField Programmable Gate Array EDA Electronic Design Automation,03可编程逻辑器件简介,早期可编程只读存贮器(PROM)、紫外线可按除只读存贮器(EPROM)和电可擦除只读存贮器(EEPROM) 70年代中期，出现可编程逻辑阵列（Programmable Logic array PLA） 70年代末，美国M
4、MI公司率先推出可编程阵列逻辑器件(Programmable array Logic PAL),03可编程逻辑器件简介,80年代中期，Altera公司发明了通用阵列逻辑GAL(Generic Array Logic) 80年代中期，Altera公司推出了一种新型的可擦除、可编程逻辑器件（Erasable Programmable Logic Device EPLD） 1985年Xilinx公司首家推出了现场可编程门阵列器件（Field Programmable Gate Array FPGA）,03可编程逻辑器件简介,20世纪80年代末，Lattice公司提出在系统可编程（In System
5、Programmable ISP）技术后，相继出现了一系列具备在系统可编程能力的复杂可编程逻辑器件 (Complex Programmab1e Logic Device CPLD),03可编程逻辑器件简介,目前世界上有十几家生产CPLD/FPGA的公司，最大的三家是Altera、Xilinx和Lattice,04 EDA软件种类及各自特点,EDA Electronic Design Automation 主要有SPICE、 PSpice、OrCad、Electrical Workbench、Multisim、Protel等,04 EDA软件种类及各自特点,SPICE（Simulation Pr
6、ogram with Integrated Circuit Emphasis）软件于1972年由美国加州大学伯克利分校的计算机辅助设计小组利用FORTRAN语言开发而成，主要用于大规模集成电路的计算机辅助设计。 PSPICE则是由美国Microsim公司在SPICE 2G版本的基础上升级并用于PC机上的SPICE版本,04 EDA软件种类及各自特点,Electronic Workbench软件是加拿大Interactive Image Technologies公司于20世纪80年代末、90年代初推出的专门用于电子线路仿真的“虚拟电子工作台”软件，可以将不同类型的电路组合成混合电路进行仿真。,0
7、4 EDA软件种类及各自特点,Protel软件包是20世纪90年代初由澳大利亚Protel Technology公司研制开发的电路EDA软件，可以完成电路原理图的设计和绘制、电路仿真、印制电路板设计、可编程逻辑器件(PLD)设计和自动布线等。,04 EDA软件种类及各自特点,除此之外，专门用于开发FPGA和CPLD的EDA工具也很多，它们大致可以分为五个模块： 1设计输入编辑器； 2仿真器； 3HDL综合器； 4适配器（或部局布线器）； 5下载器。,0.5 硬件描述语言简介,硬件描述语言（HDL，Hardwhare Description Language）是用文本形式来描述数字电路的内部结构和信号连接关系的一类语言，类似于一般的计算机高级语言的语言形式和结构形式。 最具代表性的、使用最广泛的是VHDL（Very High Speed Intergated Circuit Hardware Description Language）语言和Verilog HDL语言,
