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1、第第1章章EDA技术概述技术概述1;.1.1 EDA技术及其发展技术及其发展EDA（Electronic Design Automation） 20世纪世纪70年代年代 20世纪世纪80年代年代 20世纪世纪90年代年代 21世纪后世纪后 21.2EDA技术实现目标技术实现目标 31.2EDA技术实现目标技术实现目标 1. 可编程逻辑器件可编程逻辑器件 2. 半定制或全定制半定制或全定制ASIC （1）门阵列）门阵列ASIC （2）标准单元）标准单元ASIC 3. 混合混合ASIC 41.3硬件描述语言硬件描述语言Verilog HDL VHDLVerilog HDLSystemVerilog
2、System C 51.4其他常用其他常用HDL VHDL 与与Verilog相比，相比，VHDL有下列优势：有下列优势： 语法比语法比Verilog严谨，通过严谨，通过EDA工具自动工具自动语法检查，易排除许多设计中的疏忽。语法检查，易排除许多设计中的疏忽。 有很好的行为级描述能力和一定的系统有很好的行为级描述能力和一定的系统级描述能力，而级描述能力，而Verilog建模时，行为与系建模时，行为与系统级抽象及相关描述能力不及统级抽象及相关描述能力不及VHDL。 与与Verilog相比，相比，VHDL有下列不足：有下列不足： VHDL代码较冗长，在相同逻辑功能描述时，代码较冗长，在相同逻辑功能
3、描述时，Verilog的代码比的代码比VHDL少许多。少许多。 VHDL对数据类型匹配要求过于严格，初学时对数据类型匹配要求过于严格，初学时会感到不是很方便，编程耗时也较多；而会感到不是很方便，编程耗时也较多；而Verilog支持自动类型转换，初学者容易入门。支持自动类型转换，初学者容易入门。 VHDL对版图级、管子级这些较为底层的描述对版图级、管子级这些较为底层的描述级别，几乎不支持，无法直接作集成电路底层级别，几乎不支持，无法直接作集成电路底层建模。建模。 SystemVerilog System C 61.5 HDL综合综合从自然语言转换到从自然语言转换到Verilog HDL语言算法表
4、述语言算法表述自然语言综合自然语言综合从算法表述转换到寄存器传输级（从算法表述转换到寄存器传输级（Register Transport Level，RTL）表述）表述行为综合行为综合从从RTL级表述转换到逻辑门级表述转换到逻辑门(包括触发器包括触发器)的表述的表述逻辑综合逻辑综合从逻辑门表示转换到版图级表述从逻辑门表示转换到版图级表述(ASIC设计设计)，或转，或转换到换到FPGA的配置网表文件，的配置网表文件， 版图综合或结构综合版图综合或结构综合 71.5 HDL综合综合81.5 HDL综合综合91.6 自顶向下的设计技术自顶向下的设计技术 101.7 EDA技术的优势技术的优势 （1）大
5、大降低设计成本，缩短设计周期。）大大降低设计成本，缩短设计周期。 （2）有各类库的支持。）有各类库的支持。（3）简化了设计文档的管理。）简化了设计文档的管理。（4）日益强大的逻辑设计仿真测试技术。）日益强大的逻辑设计仿真测试技术。（5）设计者拥有完全的自主权，再无受制于人之虞。）设计者拥有完全的自主权，再无受制于人之虞。（6）设计语言标准化，开发工具规范化，设计成果通用性，良好的可移植与可测试性，）设计语言标准化，开发工具规范化，设计成果通用性，良好的可移植与可测试性，为系统开发提供了可靠的保证。为系统开发提供了可靠的保证。（7）能将所有设计环节纳入统一的自顶向下的设计方案中。）能将所有设计环
6、节纳入统一的自顶向下的设计方案中。（8）整个设计流程上充分利用计算机的自动设计能力，在各个设计层次上利用计算机完）整个设计流程上充分利用计算机的自动设计能力，在各个设计层次上利用计算机完成不同内容的仿真模拟，而且在系统板设计结束后仍可利用计算机对硬件系统进行完整全成不同内容的仿真模拟，而且在系统板设计结束后仍可利用计算机对硬件系统进行完整全面的测试。面的测试。111.8 EDA设计流程设计流程 121.8 EDA设计流程设计流程 1.8.1 设计输入（原理图设计输入（原理图/HDL文本编辑）文本编辑） 1. 图形输入图形输入 2. HDL文本输入文本输入 1.8.2 综合综合 131.8 ED
7、A设计流程设计流程 1.8.3 适配适配 （2）功能仿真）功能仿真 （1）时序仿真）时序仿真 1.8.4 时序仿真与功能仿真时序仿真与功能仿真 1.8.5 编程下载编程下载 1.8.6 硬件测试硬件测试 141.9ASIC及其设计流程及其设计流程 151.9ASIC及其设计流程及其设计流程 1.9.1 ASIC设计简介设计简介 161.9ASIC及其设计流程及其设计流程 1.9.2 ASIC设计一般流程简述设计一般流程简述 171.10 常用常用EDA工具工具 1.10.1 设计输入编辑器设计输入编辑器 1.10.2 HDL综合器综合器 1.10.3 仿真器仿真器 1.10.4 适配器适配器1
8、.10.5 下载器下载器 181.11 Quartus II概述概述 191.12 IP核核 IP就是知识产权核或知识产权模块的意思，在就是知识产权核或知识产权模块的意思，在EDA技术开发中具有十分重要的地技术开发中具有十分重要的地位。位。 软软IP是用是用Verilog/VHDL等硬件描述语言描述的功能块，但是并不涉及用什么具体电等硬件描述语言描述的功能块，但是并不涉及用什么具体电路元件实现这些功能。路元件实现这些功能。 固固IP是完成了综合的功能块。是完成了综合的功能块。 硬硬IP提供设计的最终阶段产品：掩模。提供设计的最终阶段产品：掩模。 201.13 EDA技术发展趋势管窥技术发展趋势
9、管窥 （1）在一个芯片上完成系统级的集成已成为可能。）在一个芯片上完成系统级的集成已成为可能。（2）可编程逻辑器件开始进入传统的）可编程逻辑器件开始进入传统的ASIC市场。市场。（3）EDA工具和工具和IP核应用更为广泛。核应用更为广泛。（4）高性能的）高性能的EDA工具得到长足的发展，其自动化和智能化程度不断提高，为嵌入式工具得到长足的发展，其自动化和智能化程度不断提高，为嵌入式系统设计提供了功能强大的开发环境。系统设计提供了功能强大的开发环境。（5）计算机硬件平台性能大幅度提高，为复杂的）计算机硬件平台性能大幅度提高，为复杂的SOC设计提供了物理基础。设计提供了物理基础。21思考题思考题1
10、-1 EDA技术与技术与ASIC设计和设计和FPGA开发有什么关系？开发有什么关系？FPGA在在ASIC设计中有什么用途设计中有什么用途？1-2 与软件描述语言相比，与软件描述语言相比，VHDL有什么特点？有什么特点？1-3 什么是综合？有哪些类型？综合在电子设计自动化中的地位是什么？什么是综合？有哪些类型？综合在电子设计自动化中的地位是什么？1-4 在在EDA技术中，自顶向下的设计方法的重要意义是什么？技术中，自顶向下的设计方法的重要意义是什么？1-5 IP在在EDA技术的应用和发展中的意义是什么？技术的应用和发展中的意义是什么？1-6 叙述叙述EDA的的FPGA/CPLD设计流程，以及涉及的设计流程，以及涉及的EDA工具及其在整个流程中的作工具及其在整个流程中的作用。用。22
