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1、现代电子设计技术现代电子设计技术Modern Electronic Design Technology信息学院通信系：李庆武（EDAEDA技术技术技术技术: : Electronic Design Automation TechnologyElectronic Design Automation Technology）Textbook：* Digital Design - Principles and Practices (Third Edition) John F. (Third Edition) John F. WakerlyWakerly1 1、用、用、用、用ISPISP器件设计现代电路
2、与系统器件设计现代电路与系统器件设计现代电路与系统器件设计现代电路与系统 刘笃仁刘笃仁 编著编著 西安电子科技大学出版社西安电子科技大学出版社 2 2、在系统编程技术、在系统编程技术 （第二版）（第二版） 黄正谨黄正谨 东南大学出版社东南大学出版社3 3、数字逻辑与系统实践教程、模拟电子技术基础实验、数字逻辑与系统实践教程、模拟电子技术基础实验、数字逻辑与系统实践教程、模拟电子技术基础实验、数字逻辑与系统实践教程、模拟电子技术基础实验Way of StudyWay of Study：Lecture + Experiment Lecture + Experiment 课程性质和内容课程性质和内容
3、性质：性质：专业基础课的提高部分，综合性技术，实专业基础课的提高部分，综合性技术，实专业基础课的提高部分，综合性技术，实专业基础课的提高部分，综合性技术，实 践性强、应用广、内容新、技术新。践性强、应用广、内容新、技术新。践性强、应用广、内容新、技术新。践性强、应用广、内容新、技术新。 先修课程先修课程：数字逻辑与系统、模拟电子技术基础数字逻辑与系统、模拟电子技术基础数字逻辑与系统、模拟电子技术基础数字逻辑与系统、模拟电子技术基础 具体内容：具体内容：大规模可编程逻辑器件（载体）大规模可编程逻辑器件（载体）大规模可编程逻辑器件（载体）大规模可编程逻辑器件（载体） ispLSIispLSI，is
4、pPACispPAC硬件描述语言（表达手段）硬件描述语言（表达手段）硬件描述语言（表达手段）硬件描述语言（表达手段） ABEL- HDL ABEL- HDL (Advanced Boolean Equation Language-Hardware (Advanced Boolean Equation Language-Hardware Description Language)Description Language)软件开发工具（自动化设计工具）软件开发工具（自动化设计工具）软件开发工具（自动化设计工具）软件开发工具（自动化设计工具） ISP ISP SynarioSynario Syste
5、m System，PAC-DesignerPAC-Designer实验开发系统（下载及硬件验证工具）实验开发系统（下载及硬件验证工具）实验开发系统（下载及硬件验证工具）实验开发系统（下载及硬件验证工具） SE-3SE-3Chapter 1 IntroductionSTANDARDICFULLCUSTOMSEMI-CUSTOMFIELDPROGRAM-MABLESTANDARDCELLGATE ARRAY,SEA OF GATESCPLDASICFPGAIC Design A 中国最庞大的下载资料库中国最庞大的下载资料库What is Programmable Designing? Progra
6、mmable designing is creating a design that can be implemented into a programmable device. PLDs (Programmable Logic Devices) and CPLDs (Complex PLDs) are a few examples of programmable devices.There are three basic approaches to creating a multi-module hierarchical design:Top-down DesignIn top-down d
7、esign, you do not have to know all the details of your project when you start. You can begin at the top, with a general description of the circuits functionality, then break the design into modules with the appropriate functions. This approach is called “stepwise refinement” you move in order from a
8、 general description to modularized functions and to the specific circuits that perform those functions.Top-downBottom-upInside-out (mixed)In a top-down design, the uppermost schematic usually consists of nothing but Block symbols representing modules (plus any needed power, clocking, or support cir
9、cuitry). These modules are repeatedly broken down into simpler modules (or the actual circuitry) until the entire design is complete.Bottom-up DesignIn bottom-up design you start with the simplest modules, then combine them in schematics at increasingly higher levels. Bottom-up design is ideal for p
10、rojects in which the top-level behavior cannot be defined until the low-level behavior is established.Inside-out (Mixed) DesignInside-out design is a hybrid of top-down and bottom-up design, combining the advantages of both. You start wherever you want in the project, building up and down as require
11、d.ISP Synario fully supports the mixed approach to design. This means that you can work bottom-up on those parts of the project that must be defined in hardware first, and top-down on those parts with clear functional definitions.What is CPLD ?nA lot of logic devices are housed in CPLD and those con
12、nections can be specified by the program.nFor example, in case of the 7400 IC, 4 circuits of 2 input NAND gate are housed. In case of 7404, 6 circuits of inverter are housed.nThese are separate IC. Therefore, to compose a circuit, it is necessary to do each wiring among the pins using the printed bo
13、ard. n nIn case of the 7400 IC, 4 circuits of 2 input In case of the 7400 IC, 4 circuits of 2 input NAND gate are housed. In case of 7404, 6 NAND gate are housed. In case of 7404, 6 circuits of inverter are housed.circuits of inverter are housed.n nIn case of CPLD, it has wiring among the logic in I
14、n case of CPLD, it has wiring among the logic in the IC. So, the wiring on the printed board can the IC. So, the wiring on the printed board can be made little. be made little. Separate IC & PLD n nSeparate IC： Ex：TTL/CMOS (74XX/54XX)n nPLD：(Programmable Logic Device) PLD is a digital integral circu
15、it . PLD compose of logic functions, contains Boolean expression , registered function etc.n nBoth of the two circuit function are identical. The made processes are different.Tradition Digital Logic Circuit Designn nUse separate IC to design.Use separate IC to design.n nDesign circuit on the paper.D
16、esign circuit on the paper.n nWelding all of the circuit devices on the board.Welding all of the circuit devices on the board.n nDetecting the circuit.Detecting the circuit.n nProduce specimen circuit board and Produce specimen circuit board and manufacture product.manufacture product.EDA Digital Lo
17、gic Circuit Design-可编程可编程ASIC的分类的分类:n nPLD(可编程逻辑器件可编程逻辑器件)Programmable Logic Device PROM(可编程只读存储器可编程只读存储器)70年代初年代初 PLA(可编程逻辑阵列可编程逻辑阵列)70年代中年代中 PAL(可编程阵列逻辑可编程阵列逻辑)70年代末年代末 GAL(通用阵列逻辑通用阵列逻辑)80年代初年代初 （Lattice公司推出）公司推出） General Array Logic n n9090年代以后：年代以后： FPGA(FPGA(现场可编程门阵列现场可编程门阵列现场可编程门阵列现场可编程门阵列) )
18、Field Programmable Gate Array Field Programmable Gate Array Xilinx Xilinx公司公司公司公司 80 80年代中期年代中期年代中期年代中期 CPLD( CPLD(复杂可编程逻辑器件复杂可编程逻辑器件复杂可编程逻辑器件复杂可编程逻辑器件) ) Complex Programmable Logic Device Complex Programmable Logic Device Lattice Lattice公司（公司（公司（公司（9090年代初）：年代初）：年代初）：年代初）：ispLSIispLSI器件器件器件器件( (在系统
19、可编在系统可编在系统可编在系统可编程程程程 大规模集成器件大规模集成器件大规模集成器件大规模集成器件) ) In System ProgrammableIn System Programmable AlteraAltera公司（公司（公司（公司（9090年代初）：年代初）：年代初）：年代初）：FLEXFLEX系列和系列和系列和系列和MAXMAX系列器件系列器件系列器件系列器件 ATMEL ATMEL公司（公司（公司（公司（9090年代初）：年代初）：年代初）：年代初）：ATVATV系列系列系列系列EDA是现代电子系统设计的发展主流n n技术特点：技术特点：（1）用软件方式设计硬件，设计转换过程
20、由）用软件方式设计硬件，设计转换过程由开发系统自动完成；开发系统自动完成；（2）系统可以现场编程，在线升级；）系统可以现场编程，在线升级；（3）整个系统可以集成在一个芯片上，体积）整个系统可以集成在一个芯片上，体积小、功耗低、可靠性高。小、功耗低、可靠性高。可编程可编程ASIC器件应用领域宽广器件应用领域宽广n n适用于各类简单或适用于各类简单或复杂系统复杂系统的设计和产品的设计和产品开发开发(可反复设计在线修改、设计周期短、可反复设计在线修改、设计周期短、价格低、开发手段先进等）价格低、开发手段先进等）n n适用于产品批量生产适用于产品批量生产n n主要应用领域主要应用领域高科技研发领域高科技研发领域如如:数字电路设计、微处理器系统、电信、信数字电路设计、微处理器系统、电信、信息家电、计算机系统、通信、测量、控制息家电、计算机系统、通信、测量、控制等等n n我国在消费电子我国在消费电子,通信设备制造上应用较好通信设备制造上应用较好,目前人们更需要的是目前人们更需要的是: “高价值高价值”的产品的产品,非非 “高产量高产量”的产品的产品,使我国的电子产品来一使我国的电子产品来一个飞跃个飞跃,从从 “低端低端”跨到跨到“高端高端”.n n要有效的利用要有效的利用PLD技术技术,尤其是用于尤其是用于PLD器器件的件的EDA设计技术设计技术.
