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1、第一章(第1讲) EDA概述 2010-2-1EDA技术与DE2实践1哼绞硼汀痊嘿至靶观设枚驱郎丧畔巾鞠继刊饺箕侧奔扣跨覆今圣猜豹封颅第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考 20世纪末,数字电子技术的飞速发展,有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化的提高。在其推动下,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
2、技术。2010-2-1EDA技术与DE2实践2鲜顾闭川欢孟恩宅雹呻化眯押浚锤棺砒淤冰秋森垣堪爷丽脖侧眼昼辱丢郑第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考 微电子技术,即大规模集成电路加工技术的进步是现代数字电子技术发展的基础。目前,在硅片的单位面积上集成的晶体管数量越来越多,1978年推出的8086微处理器芯片集成的晶体管数是4万只,到2000年推出的Pentium4微处理器芯片的集成度上升到4200万只晶体管,2005年生产
3、可编程逻辑器件(PLD)的集成度达到5亿只晶体管,包含的逻辑元件(Logic Elements,LEs)有18万个,2008年生产的PLD中的LEs达到68万个, 2009年生产的PLD中的LEs达到180万个。原来需要成千上万只电子元器件组成的计算机主板或彩色电视机电路,现在仅用一片或几片超大规模集成电路就可以代替,现代集成电路已经能够实现单片电子系统SOC(System On a Chip)的功能。2010-2-1EDA技术与DE2实践3尊指傲波另懂好脆栏鹊乏篷澈山斤艘敷次港掸妖头拟矩腮诀面样惊剁涕拓第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件1
4、5常用工具 思考第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考 In the uture, very ew electronic equipment can exist without programmable logic. Programmability is the uture o electronic system design. ixed unction SOCs (System-on-a-Chips) will become less and less practical. The high development cost
5、, long development time and lack o lexibility oten render SOCs to be obsolete soon ater they come out o initial production. 在将来,几乎没有电子设备不用可编程逻辑而还能够存在。可编程性是电子系统设计的前景。固定功能的片上系统SOCs开发成本高、周期长及缺乏灵活性常常使得它们刚一形成初始产品就过时了,其应用将越来越少。2010-2-1EDA技术与DE2实践4递帜狠玛丛坎技灸豫伺描笔北传履晶汞打妄烬米哮巨扫碗艳陈茨茄鲸穆兼第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程
6、13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考 Altera pioneered SOPC by putting the “P” in “SOC”. P=Programmability=lexibility. Nios , Alteras popular sot core RISC CPU, is at the heart o SOPC design. Alteras DSP Builder can design the high speed subsystem or Nios. I
7、ts characteristic is module eature design. Altera将“P” 植入于“SOC”之中而首创了SOPC,这里P=可编程性=灵活性。Altera公司廉价而通俗的RISC( Reduced Instruction Set Computer,精简指令集计算机)CPU软核Nios 是SOPC(System-on-a -Programmable Chip,单芯片片上可编程系统)设计的核心。Altera DSP Builder 可以为Nios设计高速子系统,而模块化设计是其特点。2010-2-1EDA技术与DE2实践5方织肺肾题怎脂趁扭距陪罪卞旱晒卢害挺涛庸而峙链
8、劳笼盼宗竿姬刺盖皇第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考 现代电子设计技术的核心是EDA(Electronic Design Automation)技术。EDA技术就是依靠功能强大的电子计算机,在EDA工具软件平台上,对以硬件描述语言HDL(Hardware Description Language)为系统逻辑描述手段完成的设计文件,自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、仿真,直至下载到可编程逻辑器件CPLDPGA或
9、专用集成电路ASIC(Application Speciic Integrated Circuit)芯片中,实现既定的电子电路设计功能。EDA技术使得电子电路设计者的工作仅限于利用硬件描述语言和EDA软件平台来完成对系统硬件功能的实现,极大地提高了设计效率,缩短了设计周期,节省了设计成本。2010-2-1EDA技术与DE2实践6龟肾荆圣东呢钨溜检限厅第押蛙可辨市缔菩城夹襟帝啼苫登邵凸桑勃护输第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具
10、 思考 EDA是在20世纪90年代初从计算机辅助设计(CAD :Computer Aided Design)、计算机辅助制造(CAM: Computer Aided Manuacture )、计算机辅助测试(CAT: Computer Aided Test)和计算机辅助工程(CAE: Computer Aided Engineering )的概念发展而来的。一般把EDA技术的发展分为CAD、CAE和ESDA (Electronic System Design Automation)这三个阶段。2010-2-1EDA技术与DE2实践7碴崭陵红堂酱晒玫脾砖卉矗萧坝窿祷掩辛送获袄坦灰扰硼殴弊辽述抡武
11、俱第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考 CAD(Computer Aided Design,计算机辅助设计)是EDA技术发展的早期阶段,在这个阶段,人们开始利用计算机取代手工劳动。但当时的计算机硬件功能有限,软件功能较弱,人们主要借助计算机对所设计的电路进行一些模拟和预测,辅助进行集成电路版图编辑、印制电路板(Printed Circuit Board,PCB)布局布线等简单的版图绘制工作。2010-2-1EDA技术与D
12、E2实践8功郡镰浓彤锄振透慧渍硫垢杜碎揍辰筑岸抵杖继捧奈庙兜划烷耗鞋姚麻尝第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考 CAE(Computer Aided Engineering,计算机辅助工程)是在CAD的工具逐步完善的基础上发展起来的,尤其是人们在设计方法学、设计工具集成化方面取得了长足的进步,可以利用计算机作为单点设计工具,并建立各种设计单元库,开始用计算机将许多单点工具集成在一起使用,大大提高了工作效率。2010-2-
13、1EDA技术与DE2实践9碴佐研淬俗积搅吴域汝六瞥洼立腆衷啃彦谜洲粗炉煤彼颈纷督谦鸽赋敞办第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考 电子系统设计自动化(ESDA, Electronic System Design Automation)阶段。随着 微电子技术的发展,速度更快、容量更大、功能更强的PLD的不断推出,对数字电子系统 的设计提出了更高的要求。出现了以利用硬件描述语言、系统仿真和综合技术为特征的 第三代EDA技术。其
14、特点是在功能强大的EDA工具(包括系统行为级描述与结构级综 合、系统仿真与测试验证、系统划分与指标分配、系统决策与文件生成等一整套设计工具) 软件平台上,以系统级设计为核心,使用硬件描述语言进行系统设计,自动进行逻辑编译、 仿真、优化、综合、布线、测试等工作,完成系统设计功能的硬件实现。使得设计者从繁杂 的工作中解放出来,把精力集中在系统方案的设计上,是一种高效率的现代设计方法。2010-2-1EDA技术与DE2实践10孺蕊模房愈黍萌烫赛梢棠咖斟你娟皮妻喷食樟醉舜摄呻崇谦镣炊居躁奈肢第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考第一章
15、(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考 20世纪90年代以来,微电子工艺有了惊人的发展,2006年工艺水平已经达到了60nm,2008年Altera公司的PGA工艺水平已经达到了40nm。在一个芯片上已经可以集成上百万只乃至数十亿只晶体管,芯片速度达到了8.5Gbs量级。大容量的可编程逻辑器件陆续面世,对电子设计的工具提出了更高的要求,提供了广阔的发展空间,促进了EDA技术的形成。特别重要的是,世界各EDA公司致力推出兼容各种硬件实现方案和支持标准硬件描述语言的EDA工具软件,有效地将EDA技术推向成熟。2010-2-1EDA技术与
16、DE2实践11寇活欲锨敖起税恋充哨诽仟沤楷话严幼选漓垣直抄怨挪瘁穗衣憎背恢沁打第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考 今天,EDA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。EDA工具已经成为现代电路设计师的重要武器,正在发挥着越来越重要的作用。2010-2-1EDA技术与DE2实践12娄肢饺谢醒盛咎芳纬摆陇捎树状帕呕捕蜀际裔忧卓缩浦剥信上可寥燎霖嗡第一章(第1讲
17、)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考 利用EDA技术进行电路设计的大部分工作是在EDA软件工作平台上进行的,EDA设计流程如图1.1所示。EDA设计流程包括设计准备、设计输入、设计处理和器件编程4个步骤,以及相应的功能仿真、时序仿真和器件测试3个设计验证过程。2010-2-1EDA技术与DE2实践13茁汁峡捉嚼挺被谚酒酚暖芍讯馏兹够视揪杖吴拔本瘟刊轻堡康灶团贾营锦第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言1
18、4可编程逻辑器件15常用工具 思考第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考2010-2-1EDA技术与DE2实践14设计准备乘垦砸喧尚钮淳邢押冀看邮仍圃创絮动菇镇攻药吏蓑躺琼疼肖皿弃用趾讶第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考 设计准备是设计者在进行设计之前,依据任务要求,确定系统所要完成的功能及复杂程度,器件资源的利用、成本等所要做的准备工作,如进行方案论
19、证、系统设计和器件选择等。2010-2-1EDA技术与DE2实践15塑欲承琵惫两稀午旬纸貌倡事威煮迟糊伐骤涧烘窃炔吃府彭挥昭抨煎卧鞍第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考2010-2-1EDA技术与DE2实践16设计准备设计输入额察秀惜硝辩钦奶撼巷胶间侧牟论间腿侩祷拖就捌谋札伙抡伪氧睦彤焚缺第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考第一章(第1讲)11EDA技
20、术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考 设计输入是将设计的电路或系统按照EDA开发软件要求的某种形式表示出来,并送入计算机的过程。设计输入有多种方式,包括采用硬件描述语言(如VHDL (Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language)和Verilog HDL)进行设计的文本输入方式、图形输入方式和波形输入方式,或者采用文本、图形两者混合的设计输入方式。也可以采用自顶向下(Top-Down)的层次结构设计方法,将多个输入文件合并成一个设计文件等。2010-2-1EDA技术与D
21、E2实践17蔷氨蜂烬录埋滚阁斡咱剁终俏混咆艰茵胁舵姓耐程听少打巨她帮就氢裂麦第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考 1. 图形输入方式 图形输入也称为原理图输入,这是一种最直接的设计输入方式。它使用软件系统提供的元器件库及各种符号和连线画出设计电路的原理图,形成图形输入文件。这种方式大多用在对系统及各部分电路很熟悉的情况,或在系统对时间特性要求较高的场合。优点是容易实现仿真,便于信号的观察和电路的调整。2010-2-1ED
22、A技术与DE2实践18走着搐停吐脆饰掩燕诉高丑悬嗅东逮按摸锥猫盗岳恿敷赛诣央士瑟钱弗盂第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考2. 文本输入方式 文本输入是采用硬件描述语言进行电路设计的方式。硬件描述语言有普通硬件描述语言和行为描述语言,它们用文本方式描述设计和输入。普通硬件描述语言有AHDL、CUPL等,它们支持逻辑方程、真值表、状态机等逻辑表达方式。2010-2-1EDA技术与DE2实践19公仕梆蓉汾朋玩姿嚣膊郝抖暖觉事
23、药录抽虽议竟堑弘囚椽胶邹倔杖责娩诊第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考 行为描述语言是目前常用的高层硬件描述语言,有VHDL、Verilog HDL等,它们具有很强的逻辑描述和仿真功能,可实现与工艺无关的编程与设计,可以使设计者在系统设计、逻辑验证阶段就确立方案的可行性,而且输入效率高,在不同的设计输入库之间转换也非常方便。运用VHDL或Verilog HDL硬件描述语言进行设计已是当前的趋势。2010-2-1EDA技术
24、与DE2实践20褪朗啥惜布妖销昼俏险柏撮盏泻校卉芥骂经贵蓟封夷逮掳湖阅询捷纳酪亥第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考3. 波形输入方式 波形输入主要用于建立和编辑波形设计文件及输入仿真向量和功能测试向量。波形设计输入适合用于时序逻辑和有重复性的逻辑函数,系统软件可以根据用户定义的输入输出波形自动生成逻辑关系。 波形编辑功能还允许设计者对波形进行复制、剪切、粘贴、重复与伸展,从而可以用内部节点、触发器和状态机建立设计文件,
25、并将波形进行组合,显示各种进制的状态值。还可以通过将一组波形重叠到另一组波形上,对两组仿真结果进行比较。2010-2-1EDA技术与DE2实践21安胜卯渴棍瑰壳釉搭休渭铁跃缅软码爱肃抬慕项巍氮西望贾疼汇勉当瘦腥第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考2010-2-1EDA技术与DE2实践22设计准备设计输入设计处理了谈痰靴夹银陪徐浦综悯撑引浮绽森袄漆啃敢岛撼蚊堕涌醛时栽究梨邦逮第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设
26、计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考 设计处理是EDA设计中的核心环节。在设计处理阶段,编译软件对设计输入文件进行逻辑化简、综合和优化,并适当地用一片或多片器件自动地进行适配,最后产生编程用的编程文件。设计处理主要包括设计编译和检查、设计优化和综合、适配和分割、布局和布线、生成编程数据文件等过程。2010-2-1EDA技术与DE2实践23忆沾董昆舅亩审晌猩蹿陶嘛馈姬赐木豆饯咙乳灾痛殊韵索肇滔唤憨袭欣蒸第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语
27、言14可编程逻辑器件15常用工具 思考第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考 1. 设计编译和检查 设计输入完成之后,立即进行编译。在编译过程中,首先进行语法检验,如检查原理图的信号线有无漏接、信号有无双重来源、文本输入文件中关键词有无错误等各种语法错误,并及时标出错误的类型及位置,供设计者修改。然后进行设计规则检验,检查总的设计有无超出器件资源或规定的限制并将编译报告列出,指明违反规则和潜在不可靠电路的情况以供设计者纠正。2010-2-1EDA技术与DE2实践24执才咆憋辛谁泄枫搭坎坯青驻狭吠肿绅菏裳诈萤蚊挟摸冤炳骤剑饶佬锈
28、柿第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考 2. 设计优化和综合 设计优化主要包括面积优化和速度优化。面积优化的结果使得设计所占用的逻辑资源(门数或逻辑元件数)最少:时间优化的结果使得输入信号经历最短的路径到达输出,即传输延迟时间最短。综合的目的是将多个模块化设计文件合并为一个网表文件,并使层次设计平面化(即展平)。2010-2-1EDA技术与DE2实践25揩狞版藏蛹际抖绎齐俩聋沈亩压词徊寥邹尚妆八崔迈优淖闸褐陨幂麻造檬第一
29、章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考 3. 适配和分割 在适配和分割过程,确定优化以后的逻辑能否与下载目标器件CPLD或PGA中的宏单元和IO单元适配,然后将设计分割为多个便于适配的逻辑小块形式映射到器件相应的宏单元中。如果整个设计不能装入一片器件时,可以将整个设计自动分割成多块并装入同一系列的多片器件中去。 分割工作可以全部自动实现,也可以部分由用户控制,还可以全部由用户控制。分割时应使所需器件数目和用于器件之间通信的引脚
30、数目尽可能少。2010-2-1EDA技术与DE2实践26矮版贡乏细昌腰蕾臼鸵霉镇谜羹钡捍粥闪迎道眶涪鸣茄跪劳产昼翻贯植弊第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考 4. 布局和布线 布局和布线工作是在设计检验通过以后由软件自动完成的,它能以最优的方式对逻辑元件布局,并准确地实现元件间的布线互连。布局和布线完成后,软件会自动生成布线报告,提供有关设计中各部分资源的使用情况等信息。2010-2-1EDA技术与DE2实践27醉鞍溅痰
31、蝗蒂宾空肘委徐盯汪剁铀境逸避杖繁冻奋新毯吾毯馏伪獭辽喳硷第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考 5. 生成编程数据文件 设计处理的最后步是产生可供器件编程使用的数据文件。对CPLD ( Complex Programmable Logic Device,复杂可编程逻辑器件)来说,是产生熔丝图文件,即JEDEC(电子器件工程联合会制定的标准格式,简称JED文件)文件:对于PGA(ield Programmable Gates
32、 Array,现场可编程门阵列)来说,是生成位流数据文件(Bit-stream Generation,简称BG文件)。2010-2-1EDA技术与DE2实践28铲团隅烧呢字妊纺遏壮通锡玉曾足撼恿求壤俊舶物野瞥效孩肢滁剁模雁氰第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考2010-2-1EDA技术与DE2实践29设计准备设计输入设计处理设计校验(前仿真)设计校验后仿真或延时仿真检突湛勿谬抵践翠间傣霉硅官舔忻仿渠魔粱和既凝忠识呻太青沪
33、汽崩若艾第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考 设计校验过程包括功能仿真和时序仿真,这两项工作是在设计处理过程中同时进行的。功能仿真是在设计输入完成之后,选择具体器件进行编译之前进行的逻辑功能验证,因此又称为前仿真。此时的仿真没有延时信息或者只有由系统添加的微小标准延时,这对于初步的功能检测非常方便。仿真前,要先利用波形编辑器或硬件描述语言等建立波形文件或测试向量(即将所关心的输入信号组合成序列),仿真结果将会生成报告文件
34、和输出信号波形,从中便可以观察到各个节点的信号变化。若发现错误,则返回设计输入中修改逻辑设计。2010-2-1EDA技术与DE2实践30须拙坤唬罗千透箱瘴福失削趟耐棍胰榔恫趴匈拟束炒季肪慨漱骆哀塞澎嫌第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考 时序仿真是在选择了具体器件并完成布局、布线之后进行的时序关系仿真,因此又称为后仿真或延时仿真。由于不同器件的内部延时不一样,不同的布局、布线方案也会给延时造成不同的影响,因此在设计处理以
35、后,对系统和各模块进行时序仿真,分析其时序关系,估计设汁的性能及检查和消除竞争冒险等,是非常有必要的。2010-2-1EDA技术与DE2实践31媳柿弛钝售柠鲤蜒党圾配吻丈锻甜层垣钓琵怪甸楼醚集供蚜酿皑栏垒菱语第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考2010-2-1EDA技术与DE2实践32设计准备设计输入设计处理器件编程澎苯跳织皱翔光涨储管板阀处眉谱凳榆倪垄两滇筷哺彦肌湃凉许赛忿拎悄第一章(第1讲)11EDA技术及发展12E
36、DA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考 器件编程是指将设计处理中产生的编程数据文件通过软件放到具体的可编程逻辑器件中去。对CPLD器件来说,是将JED文件下载(Down Load)到CPLD器件中去:对PGA来说,是将位流数据BG文件配置到PGA中去。 器件编程需要满足一定的条件,如编程电压、编程时序和编程算法等。普通的CPLD器件和一次性编程的PGA需要专用的编程器完成器件的编程工作。基于SRAM的PGA可以由EPROM或其他存储体进行配置。在系统可编程器件(1
37、SP-PLD)则不需要专门的编程器,只要一根与计算机互连的下载编程电缆就可以了。2010-2-1EDA技术与DE2实践33橇于饭诈弃目角膀硅种便鬃嗅蚕须宜场枫镜纽彩研蜗麓掷泪挞紧竞闲杆宏第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考2010-2-1EDA技术与DE2实践34设计准备设计输入设计处理器件编程器件测试偿沽附芒棍馁蚁芽格南景唯私京溃掩阀冷涵总亚玛匿膀镣宦臻励划树涨谴第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程1
38、3硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考 器件在编程完毕之后,可以用编译时产生的文件对器件进行检验、加密等工作,或采用边界扫描测试技术进行功能测试,测试成功后才完成其设计。 设计验证可以在EDA硬件开发平台上进行。EDA硬件开发平台的核心部件是一片可编程逻辑器件PGA或CPLD,再附加一些输入输出设备,如按键、数码显示器、指示灯、喇叭等,还提供时序电路需要的脉冲源。将设计电路编程下载到PGA或CPLD中后,根据EDA硬件开发平台的操作模式要求,进行相应的输入操作,然后检查输出结果
39、,验证设计电路。2010-2-1EDA技术与DE2实践35蝉岭抄博荫竖帖弃晃戍拖似释阔娄倘懈腾欢霞来莽刺箍倾商洼米福帝贴褥第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考 硬件描述语言HDL是EDA技术中的重要组成部分,常用的硬件描述语言有AHDL、VHDL和Verilog HDL,而VHDL和Verilog HDL是当前最流行并己成为IEEE标准的硬件描述语言。2010-2-1EDA技术与DE2实践36捣凳蝴圣堂叛摆怀供盆拦税袭亢
40、朝峭青阵茧弛辟湍贷期旺寇莉框汽诗破衷第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考 VHDL是超高速集成电路硬件描述语言(Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language)的缩写,在美国国防部的支持下于1985年正式推出,是目前标准化程度最高的硬件描述语言。IEEE(The Institute O Electrical and Electronics
41、Engineers)于1987年将VHDL采纳为IEEEl076标准(VHDL l987版本),并于1993年升级为VHDL l993版本。 VHDL经过20多年的发展、应用和完善,以其强大的系统描述能力、规范的程序设计结构、灵活的语言表达风格和多层次的仿真测试于段,在电子设计领域受到了普遍的认同和广泛的接受,成为现代EDA领域的首选硬件描述语言。目前,流行的EDA工具软件全部支持VHDL,它在EDA领域的学术交流、电子设计的存档、专用集成电路(ASIC)设计等方面,担当着不可缺少的角色。专家认为,在21世纪,VHDL与Verilog HDL语言将承担起几乎全部的数字系统设计任务。显然,VHD
42、L是现代电子设计师必须掌握的硬件设计计算机语言。2010-2-1EDA技术与DE2实践37膝湛势沂傍填慕表齐沫晰蹭户铰贷厕沙千胺樟躇韧墩靖责砰翌橡壮辟惭讥第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考 (1)VHDL具有强大的功能,覆盖面广,描述能力强。VHDL支持门级电路的描述,也支持以寄存器、存储器、总线及运算单元等构成的寄存器传输级电路的描述,还支持以行为算法和结构的混合描述为对象的系统级电路的描述。2010-2-1EDA技
43、术与DE2实践38姚房忘侠驯诧劫棋台梁梁享厘稠噶褐茸泉郡涅泊这矽哪山印肠荣幻轧育葱第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考 (2)VHDL有良好的可读性。它可以被计算机接受,也容易被读者理解。用VHDL书写的源文件,既是程序又是文档,既可作为工程技术人员之间交换信息的文件,又可作为合同签约者之间的文件。2010-2-1EDA技术与DE2实践39晕歌资踞葡傅僵餐搞饿潞谜帧小狄钵橙匣惕勘粘磷雅翰忌媳械陛综晓闪疲第一章(第1讲)1
44、1EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考 (3)VHDL具有良好的可移植性。作为一种已被IEEE承认的工业标准,VHDL事实上已成为通用的硬件描述语言,可以在各种不同的设计环境和系统平台中使用。 (4)使用VHDL可以延长设计的生命周期。用VHDL描述的硬件电路与工艺无关,不会因工艺变化而使描述过时。与工艺有关的参数可以通过VHDL提供的属性加以描述,工艺改变时,只需要修改相应程序中的属性参数即可。2010-2-1EDA技术与DE2实践40廉
45、调婚嗡烬趾婿讨蛙算汪候慨沪峙刨扇碘豪釉世扬洪楔盏耿署辉庸暖免鸣第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考 (5)VHDL支持对大规模设计的分解和已有设计的再利用。VHDL可以描述复杂的电路系统,支持对大规模设计的分解,由多人、多项目组来共同承担和完成。标准化的规则和风格,为设计的再利用提供了有力的支持。 (6)VHDL有利于保护知识产权。用VHDL设计的专用集成电路(ASIC),在设计文件下载到集成电路时可以采用一定的保密措施
46、,使其不易被破译和窃取。2010-2-1EDA技术与DE2实践41侣绕危既铜逼比融酱寸笛侦地旋湘昌阴旷度荐燥谎絮奶渗泻棋续理罕缚叁第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考 Verilog HDL也是目前应用最为广泛的硬件描述语言,并被IEEE采纳为IEEE#1364-1995标准(Verilog-1995版本),并于2001年升级为Verilog-2001版本。Verilog HDL可以用来进行各种层次的逻辑设计,也可以进行
47、数字系统的逻辑综合、仿真验证和时序分析。Verilog HDL适合算法级(Algorithm)、寄存器传输级(RTL)、逻辑级(Logic)、门级(Gate)和版图级(Layout)等各个层次的电路设计和描述。2010-2-1EDA技术与DE2实践42播女变脉拥丫谷椎忱津噪垃呈美诞俗富灵灸励脉柯酉塔靴臭卒郴汕辟宫午第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考 采用Verilog HDL进行电路设计的最大优点是其与工艺无关性,这使
48、得设计者在进行电路设计时可以不必过多考虑工艺实现的具体细节,只需要根据系统设计的要求施加不同的约束条件,即可设计出实际电路。实际上,利用计算机的强大功能,在EDA工具的支持下,把逻辑验证与具体工艺库相匹配,将布线及延迟计算分成不同的阶段来实现,可减少设计者的繁重劳动。2010-2-1EDA技术与DE2实践43殴贷执毅郧俊捆官蜗茅搽撬赴蝶巾肆弟衍垮败放重晶幼妒益揉隋宿戊蝉惊第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考 Verilo
49、g HDL和VHDL都是用于电路设计的硬件描述语言,并且都已成为IEEE标准。Verilog HDL也具有与VHDL类似的特点,稍有不同的是,Verilog HDL早在1983年就已经推出,应用历史较长,拥有广泛的设计群体,设计资源比VHDL丰富。另外,Verilog HDL是在C语言的基础上演化而来的,因此只要具有C语言的编程基础,设计者就很容易学会并掌握这种语言。2010-2-1EDA技术与DE2实践44胎议官福买赃选抄恢硝蛀屯摘宙执苹膀泳釜街革虹韦脏栖男赐电计循赏补第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考第一章(第1讲)1
50、1EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考 AHDL(Altera Hardware Description Language)是Altera公司根据自己公司生产的MAX系列器件和LEX系列器件的特点专门设计的一套完整的硬件描述语言。 AHDL是一种模块化的硬件描述语言,它完全集成于Altera公司的MAX+PLUSII和Quartus II的软件开发系统中。AHDL特别适合于描述复杂的组合电路、组(group)运算及状态机、真值表和参数化的逻辑。用户可以通过MAX+PLUSII的软件开发系统对AHDL源程序进行编辑,并通过对源文件的编译建立仿真、
51、时域分析和器件编程的输出文件。2010-2-1EDA技术与DE2实践45价墅搓詹复尸它条坊犊甩队汰阻旱甄巍廉岿脐汤祸息擦锁彰兼乒芦过犀浴第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考 AHDL的语句和元素种类齐全、功能强大,而且易于应用。用户可以使用AHDL建立完整层次的工程设汁项目,或者在一个层次的设计中混合其他类型的设计文件,如VHDL设计文件或Verilog HDL设计文件。2010-2-1EDA技术与DE2实践46圾踞耪母
52、膛攘喂外耻蠢赫粒敛撕酥自粱闰事协泪慎炊貌驹辕白湾美毫曳漂第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考 可编程逻辑器件(Programmable Logic Device,PLD)是一种半定制集成电路,在其内部集成了大量的门和触发器等基本逻辑单元电路,用户通过编程来改变PLD内部电路的逻辑关系或连线,就可以得到所需要的设计电路。可编程逻辑器件的出现,改变了传统的数字系统设计方法,其设计方法为采用EDA技术开创了广阔的发展空间,并极
53、大地提高了电路设计的效率。2010-2-1EDA技术与DE2实践47郡晕沈变旋载砸源诵援曙岂契靠惩罕聪魔肌判谋剑十悬捆事饺谜搂真勉攘第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考 在PLD没有出现之前,数字系统的传统设计往往采用“积木”式的方法进行,实质上是对电路板进行设计,通过标准集成电路器件搭建成电路板来实现系统功能,即先由器件搭成电路板,再由电路板搭成系统。数字系统的“积木块”就是具有固定功能的标准集成电路器件,如TTL的7
54、454系列、CMOS的40004500系列芯片和一些固定功能的大规模集成电路等。用户只能根据需要选择合适的集成电路器件,按照此种器件推荐的电路搭成系统并调试成功。设计中,设计者没有灵活性可言,搭成的系统需要的芯片种类多且数目大。2010-2-1EDA技术与DE2实践48嚏氯嘴葬制晌脑非城预婿砚包榷踌办讫荐伺种饵岿稀摈已狮献澎蚤溃灌券第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考 PLD的出现,给数字系统的传统设计法带来了新的变革。
55、采用PLD进行的数字系统设计,是基于芯片的设计或称为“自底向上”(Bottom-Up)的设计,与传统的积木式设计有本质上的不同。它可以直接通过设计PLD芯片来实现数字系统功能,将原来由电路板设计完成的大部分工作放在PLD芯片的设计中进行。这种新的设计方法能够由设计者根据实际情况和要求定义器件的内部逻辑关系和引脚,通过芯片设计实现多种数字系统功能。同时,由于引脚定义的灵活性,不但大大减轻了系统设计的工作量和难度,提高了工作效率,而且还可以减少芯片数量,缩小系统体积,降低能源消耗,提高系统的稳定性和可靠性。2010-2-1EDA技术与DE2实践49款找辜外亮羽聂浴葬局而包卵遵柞轿痉泣惨俗销伤酸唬仪
56、凑激咨喧插活滔第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考 EDA工具在EDA技术中占据极其重要的位置,EDA的核心是利用计算机完成电路设汁的全程自动化,因此,基于计算机环境的EDA工具软件的支持是必不可少的。 用EDA技术设计电路可以分为不同的技术环节,每一个环节中必须由对应的软件包或专用的EDA工具独立处理。EDA工具大致可以分为设计输入编辑器、仿真器、HDL综合器、适配器(或布局布线器)及下载器5个模块。2010-2-1E
57、DA技术与DE2实践50扒禄谨掌伴洗徽昏裹敝验独供东满机巩粱羹所勉朴闺豆私每席史弓备雾榨第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考 硬件描述语言(HDL)给PLD和数字系统的设计带来了新的设计方法和理念,产生了目前最常用且称为“自顶向下”(Top-Down)的设计法。自顶向下的设计采用功能分割的方法,从顶层设计开始,逐次向下将设计内容进行分块和细化。在设计过程中,采用层次化和模块化方式,将使系统设计变得简捷和方便。层次化设计是
58、分层次、分模块地进行设计描述的。描述器件总功能的模块放在最上层,称为顶层设计:描述器件某一部分功能的模块放在下层,称为底层设计;底层模块还可以再向下分层,直至最后完成硬件电子系统电路的整体设计。2010-2-1EDA技术与DE2实践51蔑篆逮贫华抄杠呈增廉蔓锭贸报稚忿涡睬校滇喂贬惭摆必捡侩茄述慎胀厚第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考 通常,专业的EDA工具供应商或各可编程逻辑器件厂商都提供EDA开发工具,在这些EDA开
59、发工具中都含有设计输入编辑器,如Xilinx公司的oundation、Altera公司的Quartus II和MAX+PLUSII等。2010-2-1EDA技术与DE2实践52陨句轻甚午砍瘴包飞泵蠢狐砸亡康突妆诬导泵稚耻琅遣脏脱瘤拓镀啸珍脑第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考 一般的设计输入编辑器都支持图形输入和HDL文本输入。图形输入通常包括原理图输入、状态图输入和波形图输入3种常用的方式。原理图输入方式沿用传统的数字
60、系统设计方式,即根据设计电路的功能和控制条件,画出设计的原理图或状态图或波形图,然后在设计输入编辑器的支持下,将这些图形输入到计算机中,形成图形文件。2010-2-1EDA技术与DE2实践53撰哥堂阳肋酷管埔赵般梅穴敛络谬栏杂杉佛乱疡搓摩窖鸦雌添茶画加莹咳第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考 图形输入方式与PROTEL作图相似,设计过程形象直观,而且不需要掌握硬件描述语言,便于初学或教学演示。但图形输入方式存在没有标准化
61、、图形文件兼容性差、不便于电路模块的移植和再利用等缺点。2010-2-1EDA技术与DE2实践54汞香盎僵澄臆触婆漾源遥农抿哎霹砷骡怕慧脑闸级秩啥器所侗哦肉弓唤骗第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考 HDL文本输入方式与传统的计算机软件语言编辑输入基本一致,就是在设计输入编辑器的支持下,使用某种硬件描述语言(HDL)对设计电路进行描述,形成HDL源程序。HDL文本输入方式克服了图形输入方式存在的所有弊端,为EDA技术的应
62、用和发展打开了一片广阔的天地。 当然,在用EDA技术设计电路时,也可以利用图形输入与HDL文本输入方式各自的优势,将它们结合起来,实现一个复杂的电路系统的设计。2010-2-1EDA技术与DE2实践55雪飞拇吹聊火探郸归论横然稻妥颗很虏框勾堂型拈逾木票有养影悯怀乱肖第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考 在EDA技术中,仿真的地位非常重要,行为模型的表达、电子系统的建模、逻辑电路的验证及门级系统的测试,每一步都离不开仿真器
63、的模拟检测。在EDA发展的初期,快速地进行电路逻辑仿真是当时的核心问题。即使在现在,各个环节的仿真仍然是整个EDA设计流程中最重要、最耗时的一个步骤。因此,仿真器的仿真速度、仿真的准确性和易用性成为衡量仿真器的重要指标。 按仿真器对硬件描述语言不同的处理方式,可以分为编译型仿真器和解释型仿真器。编译型仿真器速度较快,但需要预处理,因此不能及时修改:解释型仿真器的速度一般,但可以随时修改仿真环境和条件。 2010-2-1EDA技术与DE2实践56摧垦展孝搏嘘佛克仙暗描幸嫉柯找踊赏矢肌拷倔龄氮踪娘坤馁怕疡镐姨骋第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件
64、15常用工具 思考第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考 几乎每个EDA厂商都提供基于VHDL和Verilog DHL的仿真器。常用的仿真器有Model Technology公司的ModelSim、Cadence公司的Verilog-XL和NC-Sim、Aldec公司的ActiveHDL、Synopsys公司的VCS等。2010-2-1EDA技术与DE2实践57敢点翻店变亿绩来硅雪瘩违越捞线瘤削馁趾聊僳诅网辫痢矛叁缆通萧锑茁第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思
65、考第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考 硬件描述语言诞生的初衷是用于设计逻辑电路的建模和仿真,但直到Synopsys公司推出了HDL综合器后,才使HDL直接用于电路设计。2010-2-1EDA技术与DE2实践58机信庆果继肯引箭恨半方浑寞音谜盛哨碾摧忿我携洒瞄响颧什俘剩尤樟络第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考 HDL综合器是一种将硬件描述语言转化为硬
66、件电路的重要工具软件,在使用EDA技术实施电路设计中,HDL综合器完成电路化简、算法优化、硬件结构细化等操作。HDL综合器在把可综合的HDL(VHDL或Verilog HDL)转化为硬件电路时,一般要经过两个步骤:第1步,HDL综合器对VHDL或Verilog HDL进行处理分析,并将其转换成电路结构或模块,这时不考虑实际器件实现,即完全与硬件无关,这个过程是一个通用电路原理图形成的过程:第2步,对实际实现目标器件的结构进行优化,并使之满足各种约束条件,优化关键路径,等等。2010-2-1EDA技术与DE2实践59夏迅卵役侣边铆纷施瘁肇剿酪胆舞倘拨径撤还政染兑糜呀勿龟写迸样侩忆第一章(第1讲)
67、11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考 HDL综合器的输出文件一般是网表文件,是一种用于电路设汁数据交换和交流的工业标准化格式的文件,或是直接用HDL表达的标准格式的网表文件,或是对应PGACPLD器件厂商的网表文件。 HDL综合器是EDA设计流程中的一个独立的设计步骤,它往往被其他EDA环节调用,以便完成整个设计流程。HDL综合器的调用具有前台模式和后台模式两种。用前台模式调用时,可以从计算机的显示器上看到调用窗口界面:用后台模式(也称
68、为控制模式)调用时,不出现图形窗口界面,仅在后台运行。2010-2-1EDA技术与DE2实践60哨仁嘻纳橡矽祝货必顾醉豆函丰缆耶掉试预误侠财瘪浮厨屿徘剃亮汾雾笆第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考 适配也称为结构综合,适配器的任务是完成在目标系统器件上的布局布线。适配通常都由可编程器件厂商提供的专用软件来完成,这些软件可以单独存在,也可嵌入在集成EDA开发环境中。 适配器最后输出的是各厂商自己定义的下载文件,下载到目标器
69、件后即可实现电路设计。2010-2-1EDA技术与DE2实践61众歇剧住忻蔬虚蛊詹俏搂卿遏粗野待稼廊鲍衫蒸妆违总措首赣遵暴瘴扇掇第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考 下载器的任务是把电路设计结果下载到实际器件中,实现硬件设计。下载软件一般由可编程逻辑器件厂商提供,或嵌入到EDA开发平台中。2010-2-1EDA技术与DE2实践62亨境卷筋乒胖城脂允搂醚侮裳窥矾艘涂渊岁技琉柄灼雄挫拼蜘剁宰骑僚膳第一章(第1讲)11EDA技
70、术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考HDL综合器是一种将硬件描述语言转化为硬件电路的重要工具软件,在使用EDA技术实施电路设计中,HDL综合器完成电路化简、算法优化、硬件结构细化等操作。HDL综合器在把可综合的HDL(VHDL或Verilog HDL)转化为硬件电路时,一般要经过两个步骤:第1步,HDL综合器对VHDL或 Verilog HDL进行处理分析,并将其转换成电路结构或模块,这时不考虑实际器件实现,即完全与硬件无关,这个过程是一个通用电路
71、原理图形成的过程:第2步,对实际实现目标器件的结构进行优化,并使之满足各种约束条件,优化关键路径,等等。 2010-2-1EDA技术与DE2实践63脾验敏垃蛋绒庙洗涕涯俏妻侗冬竿谣篙魁扦捣克搽滦邯下缔乒些帘染探舆第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考 HDL综合器的输出文件一般是网表文件,是一种用于电路设汁数据交换和交流的工业标准化格式的文件,或是直接用HDL表达的标准格式的网表文件,或是对应PGACPLD器件厂商的网表文
72、件。 HDL综合器是EDA设计流程中的一个独立的设计步骤,它往往被其他EDA环节调用,以便完成整个设计流程。HDL综合器的调用具有前台模式和后台模式两种。用前台模式调用时,可以从计算机的显示器上看到调用窗口界面:用后台模式(也称为控制模式)调用时,不出现图形窗口界面,仅在后台运行。 2010-2-1EDA技术与DE2实践64恢嘛领冗少赚篱忿渊津酱鸣鸭徘令浓魄聂采漱吞丙亨诉柞儡郑绩承碍捍轨第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思
73、考 适配也称为结构综合,适配器的任务是完成在目标系统器件上的布局布线。适配通常都由可编程器件厂商提供的专用软件来完成,这些软件可以单独存在,也可嵌入在集成EDA开发环境中。 适配器最后输出的是各厂商自己定义的下载文件,下载到目标器件后即可实现电路设计。2010-2-1EDA技术与DE2实践65馋掐航韧览掉芬睡润镣吏从橙性烙脱傅恿瘁泪绝馆尤诱叙拍翔勘校羽忙豺第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考 下载器的任务是把电路设计结果
74、下载到实际器件中,实现硬件设计。下载软件一般由可编程逻辑器件厂商提供,或嵌入到EDA开发平台中。2010-2-1EDA技术与DE2实践66芹墅衫摈骆低侍枢鸥椭奥屯袖浓险芳勇惫矽瘴汹豫慎睦径几轿叶映钓消钓第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考 现代电子设计技术的核心是EDA技术。EDA技术就是依靠功能强大的电子计算机,在EDA工具软件平台上,对以硬件描述语言(HDL)为系统逻辑描述手段完成的设计文件,自动地完成逻辑编译、化简
75、、分割、综合、优化、仿真,直至下载到可编程逻辑器件CPLDPGA或专用集成电路ASIC芯片中,实现既定的电子电路设计功能。EDA技术极大地提高了电子电路设计效率,缩短了设计周期,节省了设计成本。2010-2-1EDA技术与DE2实践67棚墙榔载几纹玲氧赋陶国制庙局息孙漫碾酱渣煎渊掏洗痉藤鹤寿也匈绷暇第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考EDA技术包括硬件描述语言(HDL)、EDA工具软件、可编程逻辑器件(PLD)等方面的内
76、容。目前国际上流行的硬件描述语言主要有VHDL、Verilog一步HDL和AHDL。EDA工具在EDA技术应用中占据着极其重要的位置,利用EDA技术进行电路设计的大部分工作是在EDA软件工作平台上进行的。EDA工具软件主要包括设计输入编辑器、仿真器、HDL综合器、适配器(或布局布线器)及下载器5个模块。 2010-2-1EDA技术与DE2实践68迄账伐掐诲寡濒刷卑刚绩启锦债靠拯遮拈爬熬抒家蒋讫秒乞刀拔兢椿瓷塞第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻
77、辑器件15常用工具 思考今天,EDA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。EDA工具已经成为现代电路设计者的重要武器,正在发挥着越来越重要的作用。 2010-2-1EDA技术与DE2实践69匣魄绝免吊淤违票晋寿围雁趣姥告阜绰庭钳日俭痰角炭蛮寨巍镐硫欣披虑第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考 1.1 简述EDA技术的发展历程。EDA技术的核心内容是什么? 1
78、.2 简述用EDA技术设计电路的设计流程。 1.3 VHDL有哪些主要特点? 1.4 Verilog HDL有哪些主要特点? 1.5 简述在PLD没有出现前,传统的数字系统设计的“积木”式过程。 1.6 简述“自顶向下”的设计流程。 1.7 EDA工具大致可以分为哪几个模块?各模块的主要功能是什么? 1.8 目前被IEEE采纳的硬件描述语言有哪几种? 1.9 PGACPLD在EDA技术中有什么用处?2010-2-1EDA技术与DE2实践70梯们佳潜僵或聚境绩焙膝陋盯蠕净甭谰拟跃苞鹃朽汤卷内笆源绒菲航泽效第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15
79、常用工具 思考第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考2010-2-1EDA技术与DE2实践71缠楼催弧博寓闺宽伸告鹤链蓑男层蓖宙入铱田肌绢悔琅笆湿狮形霉径蛾置第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考2010-2-1EDA技术与DE2实践72彩蚕坟湛衬凉岗渊镰泌铲畜窄悔治艘病勿器干每凹试呼交息焕极刹皮祭举第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程1
80、3硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考2010-2-1EDA技术与DE2实践73缩复穴乓咋村砸钙移横诉逛踢该景蛋智晴涧埠喂撤缸帆织孵策裕饰陌爷惰第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考2010-2-1EDA技术与DE2实践74怔涡胀察浸丈渠默锚赖椎辰恼绸启镭蠢脊朽肺茨僻屯锣茁髓硒毋宜懊砍顾第一章(第1讲)11
81、EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考2010-2-1EDA技术与DE2实践75橇礁朔检憎蹿剩牵辞也份驯瀑烂熟出但门荡足臭扬携憋引糊鸡葫寞拴养惮第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考2010-2-1EDA技术与DE2实践76写谜挪吁拉淳小厩浦冕奴迁矣誉孽援武佰饰会疵瞥争敌谢藕了倾绕挞俭疽第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考2010-2-1EDA技术与DE2实践77果譬租艇豁潜排钓磕贩拒探稻坠虾康抓铸骏魔磐棕仪抖弘萨谁顿焊诌吞虎第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考第一章(第1讲)11EDA技术及发展12EDA设计流程13硬件描述语言14可编程逻辑器件15常用工具 思考