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1、学生应具备的条件具有ED专业知识,并有分析问题的能力和了解频率计的构造原理，Maxs的使用主要研究内容目标特色1完成以GA芯片为核心,采用硬件描述语言来设计数字频率计2. 根据个人设计项目,系统分析各模块后编写程序,完成在FGA芯片上的调试并最终完成设计论文的撰写。.完成数字频率计的设计,采用模块法进行一一分析且仿真4. 运用Max Plu编写程序，并进行波形仿真和在FPGA芯片上调试且优化程序5根据设计要求进行综合调试，并最终完成设计任务和论文的撰写成果描述设计一个能够将所测频率分为六档进行自动换档的数字频率计,且高位显示档位,并有秒表功能。第0档:a100；第档：a101；第2档:02;第
2、档:10;第档:a10;第5档：15（基本单位：HZ,a：读数)。成果价值频率计是工程技术人员必不可少的测量工具,也是电子领域里的一项重要内容而高精度频率计的应用尤为广泛,不少物理的测量，如转速、振动频率等测量都涉及到或可以转化为频率的测量，多功能频率计设计的完成可以实现。开展本课题的意义及工作内容:在电子工程，资源勘探，仪器仪表等相关应用中,频率计是工程技术人员必不可少的测量工具,频率测量也是电子领域里的一项重要内容,而高精度频率计的应用尤为广泛,不少物理的测量,如转速、振动频率等测量都涉及到或可以转化为频率的测量,多功能频率计设计的完成可以实现。采用了在FPGA芯片上实现高精度频率计的设计
3、原理和具体的VH语言编程思路。一、 课题工作的总体安排及进度: 第一周:根据论题内容查找有关资料,做好毕业设计的前期工作，并与指导老师讨论相关设计相关计划,便于今后更好进行，写好开题报告 第二周至第七周:软件的设计,撰写论文 安排如下： 2月下旬对HDL语言进一步加强巩固,为更好地编写程序； 月份主要工作在于软件设计和进行实验验证结果； 3月下旬至4月上旬进行论文撰写及修改的完成 第八周：准备答辩二、 课题预期达到的效果:所测频率可以进行自动换档的数字频率计,且高位显示档位，并有秒表功能。第档:a10；第档：a101;第档：a102；第3档:0;第4档：a104；第5档:1（基本单位：HZ，:
4、读数）二、文献综述20世纪末,数字电子技术得到了飞速发展，有力地推动和促进了社会生产力的发展和社会信息化的提高,数字电子技术的应用已经渗透到人类生活的各个方面。从计算机到手机,从数字电话到数字电视,从家用电器到军用设备,从工业自动化到航天技术，都尽可能采用了数字电子技术。现代电子设计技术的核心是D技术。A技术就是以计算机为工具，在ED软件平台上,对硬件语言H为系统逻辑描述手段完成的设计文件，自动的完成逻辑编译、逻辑化简、逻辑综合及优化、逻辑仿真,直至对特定目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作(文本选用的开发工具为Alera公司的MAPLUSII)。EDA的仿真测试技术只需要通过计算机就
5、能对所设计的电子系统从各种不同层次的系统性能特点完成一系列准确的测试与仿真操作，大大提高了大规模系统电子设计的自动化程度。设计者的工作仅限于利用软件方式，即利用硬件描述语言(如DL)来完成对系统硬件功能的描述。EA技术使实现，极大地提高了设计效率，缩短了设计周期,节省了设计成本。今天ED技术已经成为电子设计的重要工具,无论是设计芯片还是设计系统,如果没有EDA工具的支持,都将是难以完成的。A工具已经成为现代电路设计工程师的重要武器，正在发挥越来越重要的作用。为了提高自身的实践能力与专业知识应用能力,为了更快地与社会实际和社会需要接轨,这次毕业设计我选择了以ED技术为方向，设计数字频率计,在所参
6、考的文献中，都包含了这一技术。相信通过此次毕业设计将为我更全面更系统更深入地掌握DA技术打下良好的基础。DA发展历程DA技术伴随着计算机、集成电路、电子系统设计的发展,经历了三个发展阶段,即：2世纪70年代发展起来的AD技术；0世纪80年代开始应用的CAE技术;0世纪90年代后期,出现的以硬件描述语言、系统级仿真和综合技术为特征的EDA技术，这时的A工具不仅具有电子系统设计的能力,而且能提供独立于工艺和厂家的系统级设计能力，具有高级抽象的设计构思手段。D技术涉及面广，内容丰富,从教学和实用的角度看,主要有以下四个方面内容：(1)大规模可编程逻辑器件；（2)硬件描述语言;（）软件开发工具；（4)
7、实验开发系统。其中，大规模可编程逻辑器件是利用A技术进行电子系统设计的载体;硬件描述语言是利用DA技术进行电子系统设计的主要表达手段;软件开发工具是利用EDA技术进行电子系统设计的智能化、自动化设计工具；实验开发系统是利用EDA技术进行电子系统设计的下载工具及硬件验证工具。随着现代半导体的精密加工技术发展到深亚微米(0.1035u)阶段,基于大规模或超大规模集成电路技术的定制或半定制ASC(Appicati Specii I即专用集成电路)器件大量涌现并获得广泛的应用,使整个电子技术与产品的面貌发生了深刻的变化,极大地推动了社会信息化的发展进程。而支撑这一发展进程的主要基础之一,就是A技术。
8、可编程逻辑器件 可编程逻辑器件是近几年才发展起来的一种新型集成电路,是当前数字系统设计的主要硬件基础，是硬件编程语言HDL物理实现工具。可编程逻辑器件对数字系统设计自动化起着推波助澜的作用，可以说,没有可编程逻辑器件就没有当前的数字电路自动化。目前,由于这种以可编程逻辑器件为原材料.从“制造自主芯片”开始的EA设计模式己成为当前数字系统设计的主流，若要追赶世界最先进的数字系统设计方法，就要认识并使用可编程逻辑器件。 数字集成电路本身在不断地进行更新换代。它由早期的电子管、晶体管、小中规模集成电路、发展到超大规模集成电路(LIC，几万门以上）以及许多具有特定功能的专用集成电路。但是，随着微电子技
9、术的发展，设计与制造集成电路的任务已不完全由半导体厂商来独立承担。系统设计师们更愿意自己设计专用集成电路(SIC)芯片,而且希望ASC的设计周期尽可能短,最好是在实验室里就能设计出合适的ASIC芯片，并且立即投入实际应用之中,因而出现了现场可编程逻辑器件(FPL)，其中应用最广泛的当属现场可编程门阵列(FGA)和复杂可编程逻辑器件(CPLD)。 可编程逻辑器件正处于高速发展的阶段。新型的FPG/CPLD规模越来越大,成本越来越低。高性价比使可编程逻辑器件在硬件设计领域扮演着日益重要的角色。低端CLD已经逐步取代了74系列等传统的数字元件,高端的FPA也在不断地夺取SC的市场份额，特别是目前大规
10、模PA多数支持可编程片上系统（P),与CP或DS Core的有机结合使FP已经不仅仅是传统的硬件电路设计手段，而逐步升华为系统级实现工具。 基于A技术的数字系统层次化设计方法 ED(EleconicsDesiutomtion)技术的出现使数字系统的分析与设计方法发生了根本的变化,采用的基本设计方法主要有三种:直接设计、自顶向下(Tpt-Down）设计、自底向上(Butt-to-Up)设计。直接设计就是将设计看成一个整体,将其设计成为一个单电路模块,它适合小型简单的设计。而一些功能较复杂的大型数字逻辑系统设计适合自顶向下或自底向上的设计方法。自顶向下的设计方法就是从设计的总体要求入手，自顶向下地
11、将设计划分为不同的功能子模块,每个模块完成特定的功能,这种设计方法首先确定顶层模块的设计,再进行子模块的详细设计,而在子模块的设计中可以调用库中已有的模块或设计过程中保留下来的实例。自底向上的设计方法与自顶向下的设计方法恰恰相反。 在数字系统的DA设计中往往采用层次化的设计方法，分模块、分层次地进行设计描述。描述系统总功能的设计为顶层设计,描述系统中较小单元的设计为底层设计。整个设计过程可理解为从硬件的顶层抽象描述向最底层结构描述的一系列转换过程,直到最后得到可实现的硬件单元描述为止。层次化设计方法比较自由,既可采用自顶向下的设计也可采用自底向上设计，可在任何层次使用原理图输入和硬件描述语言H
12、D设计。 现代数字系统的设计方法一般都是自顶向下(op-toDown)的层次化设计方法,即从整个系统的整体要求出发,自上而下地逐步将系统设计内容细化,即把整个系统分割为若干功能模块,最后完成整个系统的设计。 在电子设计领域,自顶向下的层次化设计方法，只有在EDA技术得到快速发展和成熟应用的今天才成为可能，自顶向下的层次化设计方法的有效应用必须基于功能强大的EDA工具，具备集系统描述、行为描述和结构描述功能为一体的硬件描述语言HL,以及先进的ASC制造工艺和PPGA开发技术。当今,自顶向下的层次化设计方法已经是EDA技术的首选设计方法,是CPLFPA开发的主要设计手段。 技术的未来从目前的EDA
13、技术来看,其发展趋势是政府重视、使用普及、应用广泛、工具多样、软件功能强大。中国EDA市场已渐趋成熟，不过大部分设计工程师面向的是PC制板和小型SIC领域，仅有小部分（约11%）的设计人员开发复杂的片上系统器件。为了与台湾地区和美国的设计工程师形成更有力的竞争,中国的设计队伍有必要引进和学习一些最新的DA技术。 在信息通信领域,要优先发展高速宽带信息网、深亚微米集成电路、新型元器件、计算机及软件技术、第三代移动通信技术、信息管理、信息安全技术,积极开拓以数字技术、网络技术为基础的新一代信息产品,发展新兴产业,培育新的经济增长点。要大力推进制造业信息化,积极开展计算机辅助设计(CD）、计算机辅助
14、工程(C）、计算机辅助工艺（PP）、计算机辅助制造(CAM）、产品数据管理（PDM)、制造资源计划（MRII)及企业资源管理(EP)等。有条件的企业可开展“网络制造”,便于合作设计、合作制造，参与国内和国际竞争。开展“数控化”工程和“数字化”工程。自动化仪表的技术、发展趋势的测试技术、控制技术与计算机技术、通信技术进一步融合，形成测量、控制、通信与计算机(MC）结构。在AI和PD设计方面，向超高速、高密度、低功耗、低电压方面发展。外设技术与ED工程相结合的市场前景看好,如组合超大屏幕的相关连接,多屏幕技术也有所发展。 中国1995年以来加速开发半导体产业,先后建立了几所设计中心，推动系列设计活
15、动以应对亚太地区其它DA市场的竞争。在EDA软件开发方面，目前主要集中在美国。但各国也正在努力开发相应的工具。日本、韩国都有SI设计工具,但不对外开放。中国华大集成电路设计中心,也提供IC设计软件,但性能不是很强。相信在不久的将来会有更多更好的设计工具在各地开花结果。据最新统计显示,中国和印度正在成为电子设计自动化领域发展最快的两个市场，年增长率分别达到了5和30%。结束语 DA技术为现代数字系统理论和设计的表达与应用提供了可能性，它已不是某一学科的分支,而是一门综合性学科。D技术打破了计算机软件与硬件间的壁垒，使计算机的软件技术与硬件实现、设计效率和产品性能合二为一,它代表了数字电子设计技术和应用技术的发展方向。21世纪将是E技术的高速发展时期,并着眼于数字逻辑向模拟电路和数模混合电路的方向发展。EDA将会超越电子设计的范畴进入其他领域,随着基于D的SOC设计技术的发展、软硬核功能库的建立、I核复用,以及基于H
