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1、摘 要现代电子设计技术的核心是EDA（Electronic Design Automation，电子设计自动化）技术。它融合多学科于一体，打破了软硬件间的壁垒，使计算机的软件技术与硬件实现、设计效率和产品性能综合在一起，它代表了电子设计技术和应用的发展。因此，掌握EDA技术是通信电子类高校学生就业的一个基本条件。80年代后期由美国国防部开发的VHDL语言，正好满足了广大用户所期盼的面向设计的多层次、多领域且得到一致认同。MAX+PLUSII软件是Altera提供的FPGA/CPLD开发集成环境，它具有原理图输入、文本输入、波形输入等多种输入方式，设计者利用它所配备的编辑、编译、仿真、综合芯片编
2、程等功能完成将描述程序变换为基本的逻辑单元写入到可编程器件PLD中。本论文主要研究的是应用一种硬件描述语言VHDL，借助MAX+PLUSII软件开发工具，设计开发一个汉字滚屏显示系统，能够在试验箱上滚动（上、下、左、右）显示已被存于ROM中的汉字内容，用VHDL语言编程实现，编译通过后，将其下载到FPGA芯片中具体实现其功能。关键词：电子设计自动化；VHDL硬件描述语言；MAX+PLUSII；现场可编程逻辑器件；汉字滚动显示。 ABSTRACTEDA(electronic design automation)technology is the core of the modern electr
3、onic design technology. It mixes together a lot of subjects, breaks the barrier between software and hardware, makes the technology of software and the complement of hardware and the efficiency of design and function of product synthesize one object. It represents the direction of development of ele
4、ctronic design technology and use. Thus, mastering EDA technology is a primary condition for students of communication electronic university to obtain employment.The language of VHDL of the American Ministry of National Defense development, is a kind of software which face to the multilayers, many r
5、ealm and get the consistent approbation. MAX+PLUSII that supplied by Altera is a surrounding for CPLD/FPGA development and integration. It has graphic input and text input and waveform input and so on. Designers can write their diagram into the programming device with utilizing edit complier simulat
6、or synthesize chip editor, etc, function that provided by the software, make into ASIC chip. This thesis main research to VHDL Hardware description language draw support MAX+PLUSII, design a system to character rolling. And it can lode into the FPGA chip to rolling to left, right, up and down.Key wo
7、rds: EDA; MAX+PLUSII; FPGA; VHDL; The Ch.charaiter Rolling Display 目录第1章 绪论11.1 引言11.2 课题简介21.2.1 课题介绍21.2.2 课题意义21.3本论文研究内容3第2章 相关知识介绍42.1 EDA技术42.1.1 EDA技术简介42.1.2 EDA技术实现目标52.1.3 EDA技术的发展趋势72.2 硬件描述语言 VHDL92.2.1 VHDL语言程序设计的基本结构102.2.2 VHDL语言的数据类型及运算操作符112.2.3 VHDL语言的主要描述语句122.2.4 VHDL语言构造体的描述方式13
8、2.2.5 VHDL语言设计基本逻辑电路142.3 MAX+PLUS概述152.3.1 MAX+PLUSII的特点152.3.2 MAX+PLUSII的设计流程162.3.3 MAX+PLUSII的使用172.4 PLD 简介212.4.1 PLD技术概述212.4.2 PLD的基本结构222.4.3 PLD教学实验箱简介232.5 本章小结26第3章 系统实现方法273.1 系统的实现方法273.1.1 数字系统的设计方法273.1.2 本系统的实现方法283.2 VHDL实现系统功能303.2.1 快、慢信号的控制显示303.2.2 汉字信息的取得及其存储器的实现303.2.3 汉字上下左
9、右滚动的控制实现313.3 本章小结32第4章 系统的仿真与调试334.1 系统的仿真334.2 VHDL实现的系统编译334.3 仿真的下载演示354.4 本章小结35结论36参考文献37致谢38附录 VHDL实现的系统程序清单39第1章 绪论1.1 引言进入20世纪后半段，集成电路技术的发展是电子系统的实现方式发生了很大的变化。六十年代之前，电子系统都有分立元件构成；六、七十年代电子系统主要采用通用的集成电路；八、九十年代电子系统逐步采用半定制的专用集成电路可编程器件；进入21世纪，全定制和定制专用集成电路正成为新的发展热点。专用集成电路的设计与应用必须依靠专门的EDA工具电子设计自动化（
10、EDA）是一个广泛的概念，凡在电子设计过程中用到计算机辅助手段的相关步骤都可以作为EDA的组成部分。当前，EDA技术正受到高度的重视和广泛的应用，并在深度和广度上不断发展。电子系统的设计已经无法脱离EDA工具的支持，并且依赖性越来越强。所谓EDA，具体来说就是数字系统的设计可以直接面向用户，根据系统的行为和功能要求，可以自上而下的逐层完成相应的描述、综合、优化、仿真与验证，直到生成器件。设计人员借助开发软件的帮助，可以将设计过程中的许多细节问题抛开，而将注意力集中在产品的总体开发上，这样大大提高了工作效率，缩短了开发周期。目前世界上一些大型的EDA软件公司已开发了一些著名的软件，如Protel
11、99、ORCAD、EWB、MAX+PLUSII等，对于一名电子工程师至少应掌握一门开发软件。现在的EDA设计工具，无不例外的使用硬件描述语言作为设计手段，据统计大部分设计者使用VHDL语言设计数字系统，因此，掌握VHDL对电子设计这是十分必要的。1.2 课题简介1.2.1 课题介绍运用一种硬件描述语言（如VHDL语言）设计开发一个汉字滚屏显示系统，能够在液晶显示器其上滚动（上下左右滚动）显示已被存于ROM中的汉字内容。用VHDL语言编程实现，编译通过后，将其下载到FPGA芯片中具体实现其功能。1.2.2 课题意义众所周知，一方面，电子系统的集成化，不仅可以使系统的体积小、重量轻且功耗低，更重要
12、的是可以使系统的可靠性大大提高，因此自集成电路问世以来，电子系统日趋数字化、复杂化和大规模化。另一方面，电子产品的实际周期短和上市快也是电子厂商坚持不懈追求，一个企业如果能够比其他竞争对手更快地推出新产品，更快地对市场做出反应，就能够获得更大的市场份额和更大的利润。电子设计自动化（EDA），即利用计算机帮助设计人员完成繁琐的设计工作，是解决以上两个问题的唯一途径。电子设计自动化的关键技术之一是要求用形式化的方向来描述系统的硬件电路，既要用所谓的硬件描述语言来描述硬件电路。所以硬件描述语言以及相关的仿真、综合等技术是当今电子世纪自动化领域的一个重要课题。VHDL是一种面向设计的多层次、多领域且得
13、到一致认同的标准硬件描述语言。MAX+PLUSII是当今最流行最优秀的EDA软件之一，它支持硬件描述语言输入等多种设计方式。它已成为一名电子设计者的必备知识。1.3本论文研究内容基于EDA技术的广阔前景，本文从EDA技术的基本知识入手，逐一介绍了与其相关的MAX+PLUSII软件的合理灵活快速使用方法，VHDL语言的应用以及相关知识。本论文主要有三个方面的内容：EDA介绍（主要介绍MAX+PLUSII和VHDL语言的使用）、PLD可编程教学实验箱简介、系统的设计过程和系统仿真与调试，因此，论文共分四个章节。下面简要介绍一下各章的内容：第1章简要介绍本课题的内容及意义；第2章主要对课题的一些相关
14、技术作了介绍：包括设计使用到的PLD教学实验箱，并对PLD技术也作了简要介绍，对EDA、VHDL语言和的MAX+PLUSII介绍比较详细和深入；第3章主要介绍系统的实现过程。本系统的设计采用了硬件描述语言的文本输入方式；第4章就系统的仿真模拟和下载演示作了介绍。第2章 相关知识介绍2.1 EDA技术2.1.1 EDA技术简介20世纪末，电子技术得到了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力的推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，铲平日内更新换代的节奏越来越快。 微电子技术的进步表现在大规模集成电路加工技术，即半导体工艺技术的
15、发展上。表征半导体工艺水平的线宽已经达到0.13um，并还在不断地缩小；在硅片单位面积上，集成更多的晶体管。集成电路设计在不断地向着超大规模、极低功耗和超高速的方向发展；专用集成电路ASIC（Application Specific Integrated Circuit）的设计成本不断降低，在功能上，现代的集成电路已经实现单片电子系统SOC（System on a Chip）的功能。 现代电子设计技术的核心是EDA(Electronic Design Automation)技术。EDA技术就是以来功能强大的计算机，在EDA工具软件平台上，对以硬件描述语言HDL为逻辑描述手段完成的设计文件，自动地完成逻辑编译、逻辑简化、逻辑分割、逻辑综合、结构综合，以及逻辑优化和仿真测试。直至实现既定的电子线路系统功能。EDA技术使得设计者的工作仅限于利用软件方式，即利用硬件描述语言和EDA软件来完成对系统硬件功能的实现。 从另一方面看，在现代高新电子产品的设计和生产中，微电子技术和现代电子设计技术是相互促进
