EDA学习心得

第一篇：EDA学习心得

EDA

专业;姓名；学号；学习心 得

刘华

201530220109

电气自动化技术

本学期对EDA技术的学习为我的专业知识学习打开了一个全新的窗口——微电子技术领域。对EDA技术，我更是有了全新的认识。

微电子技术的进步主要表现在大规模集成电路加工技术即半导体工艺技术的发展上，使得表征半导体工艺水平的线宽已经达到了纳米级。所以，集成电路设计正在不断地向超大规模、极低功耗和超高速的方向发展。

而现代电子设计技术的核心已日趋转向基于计算机的电子设计自动化技术，即EDA技术。EDA技术就是依赖功能强大的计算机，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、布局布线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的方式，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，这是电子设计技术的一个巨大进步。EDA技术在进入21世纪后，得到了更大的发展。嵌入式处理器软核的成熟，使得SOPC步入大规模应用阶段。电子技术领域全方位融入EDA技术，除了日益成熟的数字技术外，传统的电路系统设计建模理念发生了重大的变化。同时，EDA使得电子领域各学科的界限更加模糊，更加互为包容。这些都利于设计人员利用EDA技术进行电子系统设计，如全定制或半定制ASIC设计，FPGA/CPLD开发应用和印制电路板 从EDA技术的特点不难看出，相比于传统的数字电子系统或IC设计，EDA技术拥有独特的优势。在传统的数字电子系统或IC设计中，手工设计占了较大的比例。因此，也存在很多缺点。例如：复杂电路的设计、调试十分困难；由于无法进行硬件系统仿真，如果某一过程存在错误，查找和修改十分不便；设计过程中产生大量文档，不易管理；可移植性差等。相比之下，EDA技术有很大不同。它运用HDL对数字系统进行抽象的行为与功能描述到具体的内部线路结构描述，从而可以在电子设计的各个阶段、各个层次进行计算机模拟验证，保证设计过程的正确性，可以大大降低设计成本，缩短设计周期。由于有各类库的支持，能够完成各种自动设计过程。它极大地简化了设计文档的管理，逻辑设计仿真测试技术也日益强大。VHDL在现在的EDA设计中使用最多，也拥有几乎所有主流EDA工具的支持。VHDL作为一个规范语言和建模语言，不仅可以作为系统模拟的建模工具，而且可以作为电路系统的设计工具，可以利用软件工具将VHDL源码自动地转化为文本方式表达的基本逻辑元件连接图，即网表文件。这种方法显然对于电路自动设计是一个极大的推进。它具有很强的电路描述和建模能力，能从多个层次对数字系统进行建模和描述，从而大大简化了硬件设计任务，提高了设计效率和可靠性。EDA技术良好的可移植性与可 测试性，将所有设计环节纳入统一的自顶向下的设计方案中。它不但在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的测试

书中通过大量的图示对PLD硬件特性与编程技术进行了形象的讲解，不仅融合了之前学习的关于电路设计的知识还将EDA的技术加入其中。对VHDL语言的详尽讲解更是让我深刻理解了VHDL语言的编程原理。由于本门课程是一门硬件学习课程，所以实验必不可少。通过课程最后实验，我体会一些VHDL语言相对于其他编程语言的特点。

相对于其它计算机语言的学习，如C 或汇编语言，VHDL 具有明显的特点。这不仅仅是由于VHDL 作为一种硬件描述语言的学习需要了解较多的数字逻辑方面的硬件电路知识，包括目标芯片基本结构方面的知识更重要的是由于VHDL 描述的对象始终是客观的电路系统。由于电路系统内部的子系统乃至部分元器件的工作状态和工作方式可以是相互独立、互不相关的，也可以是互为因果的。这表明，在任一时刻，电路系统可以有许多相关和不相关的事件同时并行发生。例如可以在多个独立的模块中同时入行不同方式的数据交换和控制信号传输，这种并行工作方式是任何一种基于CPU 的软件程序语言所无法描绘和实现的。传统的软件编程语言只能根据CPU 的工作方式，以排队式指令的形式来对特定的事件和信息进行控制或接收。在CPU 工作的任一时间段内只能完成一种操作。因此，任何复杂的程序在一个单CPU 的计算机中的运行，永远是单向和一维的。因而程序设计者也几乎只需以一维的思维模式就可以编程和工作了。

VHDL 虽然也含有类似于软件编程语言的顺序描述语句结构，但其工作方式是完全不同的。软件语言的语句是根据CPU 的顺序控制信号，按时钟节拍对应的指令周期节拍逐条运行的，每运行一条指令都有确定的执行周期。但VHDL 则不同，从表面上观，VHDL 的顺序语句与软件语句有相同的行为描述方式，但在标准的仿真执行中有很大的区别。VHDL 的语言描述只是综合器赖以构成硬件结构的一种依据，但进程语句结构中的顺序语句的执行方式决非是按时钟节拍运行的。实际情况是其中的每一条语句的执行时间几乎是0（但该语句的运行时间却不一定为0）,即1000 条顺序语句与10 条顺序语句的执行时间是相同的。在此，语句的运行和执行具有不同的概念（在软件语言中,它们的概念是相同）,的执行是指启动一条语句,允许它运行一次,而运行就是指该语句完成其设定的功能。通过实验，我认识到理论要与实际结合，培养动手动脑能力的重要性，做事情要抱着一丝不苟的态度，这样才能做好事情。同时也入一步了解到EDA的强大之处，硬件电路的优秀的地方，对硬件方面更感兴趣了。这门课程的学习，为我以后的专业知识的学习打下了良好的基础。

第二篇：EDA学习心得

EDA 学习心得

姓名：贺鑫

学号：20081001164 班号：072085-10 在本学期短短5周的EDA学习中，我初步对这一新的领域有了一个较为系统的理解，也为我的专业学习打开了一个新的思路，那就是电子设计自动化（EDA）技术。

首先，通过对这门课程相关理论的学习，我掌握了EDA的一些基本的的知识，现代电子产品的性能越来越高，复杂度越来越大，更新步伐也越来越快。实现这种进步的主要原因就是微电子技术和电子技术的发展。前者以微细加工技术为代表，目前已进入超深亚微米阶段，可以在几平方厘米的芯片上集成几千万个晶体管；后者的核心就是电子设计自动化EDA（Electronic Design Automatic）技术。

EDA是指以计算机为工作平台，融合了应用电子技术、计算机技术、智能化技术的最新成果而开发出的电子CAD通用软件包，它根据硬件描述语言HDL完成的设计文件，自动完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局布线及仿真，直至完成对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作。

EDA技术的出现，极大地提高了电路设计的效率和可操作性，减轻了设计者的劳动强度。

其次，通过对课程的实验的学习，我对EDA的学习和理解有了更深刻的认识和体会。我们团队共四个人，做的是两层电梯控制器，作为这个实验的一员与负责人，我感到很有压力。因为只对课本知识的学习，我对实验做成功的把握不是很大。因为我们是机械专业，学习电的知识也主要是通过大二学的《电工学》，因此只能对数字逻辑与数字电路有初步的了解，而EDA是在数字电路发展到一定阶段的产物，因此学习起来也很费力。

然而，在我们团队的共同努力下，我们最终成功地完成了这个实验，包括时序仿真和硬件测试仿真，都取得了非常成功地效果。

在上实验课的时候，那个周六下午，整个实验室只有那寥寥几人，我很庆幸我是其中的一人，因为在那里我学习到了很多，我完成了上次实验没有完成的扫描显示的实验，也完成了步进电机控制器的实验，还在老师的指导下完成了梁祝音乐演示实验，最后在晚上我也去了实验室，和我们团队成员开始进行两层电梯控制器的设计，通过一个晚上的努力，我们最终把它给调试了出来。

通过实验，我激发了EDA学习的兴趣，也对这门课程有了更深的理解，对EDA设计软件Quarter Ⅱ的使用也更加熟练。老师给我们的材料中，用的是GAL器件，我们最终用的是FPGA器件，也就是EP1K10TC100—3芯片，我们分析了电梯在整个运行过程中的状态，并参考资料写出了状态图，然后根据状态图用有限状态机来实现了各个状态之间的转换，进而实现了对电梯的控制。

在设计过程中，我们遇到了很多困难，尤其是在电梯开门于关门那个自动控制方面，起初我想用一个延迟信号赋值语句解决这个问题，但是由于这个延迟在综合器里面不能得到体现，综合器在综合是会忽略after之后的延迟，因此我该用了一个计数器溢出的底层元件。通过元件例化语句实现在顶层文件中对其的调用。

在完成VHDL的编辑以后，进行编译，结果出现了很多错误，在我们细心的检查和排

查之下，最终将VHDL描述修改成功并且通过了编译。在编译过程中我了解到很多在书本上没有理解的知识。比如信号不能在多个并行进程中赋值，顺序语句必须在进程中才能描述等等。在时序仿真这一块我们也遇到了问题，起初我们没有考虑到信号赋值的延迟，也没有考虑到仿真延迟δ，取时钟周期为默认值10ns，这样仿真得到的结果就与预期的结果不符合，找到问题后我们采用了1us的始终周期，最终得到了想要的波形。

对这门课程的最大收获除了学习到了知识以外，更重要的是让我明白了一个道理：只要全身心的投入到一件事中，并且要有持之以恒的决心，就一定会有收获。有的人觉得自己做不出来，就网上搜一个了事，但是，放弃一次黑暗中摸索的经历，就放弃了一次成长的机会！如果你付出了，没有收获。那只能说，是付出的还不够多。

我想我对EDA的学习只能算是个入门，这个领域的发展空间非常大，应用范围也非常广泛，而且我相信在将来还会有更加广阔的应用前景。因此在以后的学习过程中，我不能因为课程学习的结束而结束了我对这个领域的探索，相反我会更加努力的去学习它。感谢老师孜孜不倦的教诲，让我不仅学到了知识，也学到了做人做事的一些道理，为我提供了很多帮助。在接下来的学习生涯中，我会继续努力，努力扎实地学习专业知识，实现自己的理想。

第三篇：007的EDA学习心得

E D A 技 术 学习心 得

专业:通信技术

姓名:焦亚锋 学号:200925101

1EDA技术学习心得

本学期对EDA技术的学习为我的专业知识学习打开了一个全新的窗口——微电子技术领域。对EDA技术，我更是有了全新的认识。

微电子技术的进步主要表现在大规模集成电路加工技术即半导体工艺技术的发展上，使得表征半导体工艺水平的线宽已经达到了纳米级。所以，集成电路设计正在不断地向超大规模、极低功耗和超高速的方向发展。

而现代电子设计技术的核心已日趋转向基于计算机的电子设计自动化技术，即EDA技术。EDA技术就是依赖功能强大的计算机，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、布局布线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的方式，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，这是电子设计技术的一个巨大进步。

EDA技术在进入21世纪后，得到了更大的发展。嵌入式处理器软核的成熟，使得SOPC步入大规模应用阶段。电子技术领域全方位融入EDA技术，除了日益成熟的数字技术外，传统的电路系统设计建模理念发生了重大的变化。同时，EDA使得电子领域各学科的界限更加模糊，更加互为包容。这些都利于设计人员利用EDA技术进行电子系统设计，如全定制或半定制ASIC设计，FPGA/CPLD开发应用和印制电路板。

从EDA技术的特点不难看出，相比于传统的数字电子系统或IC设计，EDA技术拥有独特的优势。在传统的数字电子系统或IC设计中，手工设计占了较大的比例。因此，也存在很多缺点。例如：复杂电路的设计、调试十分困难；由于无法进行硬件系统仿真，如果某一过程存在错误，查找和修改十分不便；设计过程中产生大量文档，不易管理；可移植性差等。相比之下，EDA技术有很大不同。它运用HDL对数字系统进行抽象的行为与功能描述到具体的内部线路结构描述，从而可以在电子设计的各个阶段、各个层次进行计算机模拟验证，保证设计过程的正确性，可以大大降低设计成本，缩短设计周期。由于有各类库的支持，能够完成各种自动设计过程。它极大地简化了设计文档的管理，逻辑设计仿真测试技术也日益强大。

VHDL在现在的EDA设计中使用最多，也拥有几乎所有主流EDA工具的支持。VHDL作为一个规范语言和建模语言，不仅可以作为系统模拟的建模工具，而且可以作为电路系统的设计工具，可以利用软件工具将VHDL源码自动地转化为文本方式表达的基本逻辑元件连接图，即网表文件。这种方法显然对于电路自动设计是一个极大的推进。它具有很强的电路描述和建模能力，能从多个层次对数字系统进行建模和描述，从而大大简化了硬件设计任务，提高了设计效率和可靠性。EDA技术良好的可移植性与可

测试性，将所有设计环节纳入统一的自顶向下的设计方案中。它不但在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的测试。

书中通过大量的图示对PLD硬件特性与编程技术进行了形象的讲解，不仅融合了之前学习的关于电路设计的知识还将EDA的技术加入其中。对VHDL语言的详尽讲解更是让我深刻理解了VHDL语言的编程原理。由于本门课程是一门硬件学习课程，所以实验必不可少。通过课程最后实验，我体会一些VHDL语言相对于其他编程语言的特点。

相对于其它计算机语言的学习，如C 或汇编语言，VHDL 具有明显的特点。这不仅仅是由于VHDL 作为一种硬件描述语言的学习需要了解较多的数字逻辑方面的硬件电路知识，包括目标芯片基本结构方面的知识更重要的是由于VHDL 描述的对象始终是客观的电路系统。由于电路系统内部的子系统乃至部分元器件的工作状态和工作方式可以是相互独立、互不相关的，也可以是互为因果的。这表明，在任一时刻，电路系统可以有许多相关和不相关的事件同时并行发生。例如可以在多个独立的模块中同时入行不同方式的数据交换和控制信号传输，这种并行工作方式是任何一种基于CPU 的软件程序语言所无法描绘和实现的。传统的软件编程语言只能根据CPU 的工作方式，以排队式指令的形式来对特定的事件和信息进行控制或接收。在CPU 工作的任一时间段内只能完成一种操作。因此，任何复杂的程序在一个单CPU 的计算机中的运行，永远是单向和一维的。因而程序设计者也几乎只需以一维的思维模式就可以编程和工作了。

VHDL 虽然也含有类似于软件编程语言的顺序描述语句结构，但其工作方式是完全不同的。软件语言的语句是根据CPU 的顺序控制信号，按时钟节拍对应的指令周期节拍逐条运行的，每运行一条指令都有确定的执行周期。但VHDL 则不同，从表面上观，VHDL 的顺序语句与软件语句有相同的行为描述方式，但在标准的仿真执行中有很大的区别。VHDL 的语言描述只是综合器赖以构成硬件结构的一种依据，但进程语句结构中的顺序语句的执行方式决非是按时钟节拍运行的。实际情况是其中的每一条语句的执行时间几乎是0（但该语句的运行时间却不一定为0）,即1000 条顺序语句与10 条顺序语句的执行时间是相同的。在此，语句的运行和执行具有不同的概念（在软件语言中,它们的概念是相同）,的执行是指启动一条语句,允许它运行一次,而运行就是指该语句完成其设定的功能。

通过实验，我认识到理论要与实际结合，培养动手动脑能力的重要性，做事情要抱着一丝不苟的态度，这样才能做好事情。同时也入一步了解到EDA的强大之处，硬

件电路的优秀的地方，对硬件方面更感兴趣了。这门课程的学习，为我以后的专业知识的学习打下了良好的基础。

第四篇：EDA实验报告

实验一：

QUARTUS II 软件使用及组合电路设计仿真

实验目的：

学习QUARTUS II 软件的使用，掌握软件工程的建立，VHDL源文件的设计和波形仿真等基本内容。

实验内容：

1.四选一多路选择器的设计 基本功能及原理 ：

选择器常用于信号的切换，四选一选择器常用于信号的切换，四选一选择器可以用于4路信号的切换。四选一选择器有四个输入端a,b,c,d，两个信号选择端s(0)和s(1)及一个信号输出端y。当s输入不同的选择信号时，就可以使a,b,c,d中某一个相应的输入信号与输出y端接通。

逻辑符号如下：

程序设计：

软件编译：

在编辑器中输入并保存了以上四选一选择器的VHDL源程序后就可以对它进行编译了，编译的最终目的是为了生成可以进行仿真、定时分析及下载到可编程器件的相关文件。仿真分析：

仿真结果如下图所示

分析：

由仿真图可以得到以下结论：

当s=0(00)时y=a;当s=1(01)时y=b；当 s=2(10)时y=c；当s=3(11)时y=d。符合我们最开始设想的功能设计，这说明源程序正确。2.七段译码器程序设计 基本功能及原理：

七段译码器是用来显示数字的，7段数码是纯组合电路，通常的小规模专用IC，如74或4000系列的器件只能作十进制BCD码译码，然而数字系统中的数据处理和运算都是2进制的，所以输出表达都是16进制的，为了满足16进制数的译码显示，最方便的方法就是利用VHDL译码程序在FPGA或CPLD中实现。本项实验很容易实现这一目的。输出信号的7位分别接到数码管的7个段，本实验中用的数码管为共阳极的，接有低电平的段发亮。数码管的图形如下

七段译码器的逻辑符号：

程序设计：

软件编译：

在编辑器中输入并保存了以上七段译码器的VHDL源程序后就可以对它进行编译了，编译的最终目的是为了生成可以进行仿真、定时分析及下载到可编程器件的相关文件

。仿真分析：

仿真结果如下图所示:

分析: 由仿真的结果可以得到以下结论：

当a=0(0000)时led7=1000000 此时数码管显示0； 当a=1(0001)时led7=1111001 此时数码管显示1； 当a=2(0010)时led7=0100100 此时数码管显示2； 当 a=3(0011)时led7=0110000 此时数码管显示3； 当 a=4(0100)时led7=0011001 此时数码管显示4； 当 a=5(0101)时led7=0010010 此时数码管显示5； 当 a=6(0110)时led7=0000010 此时数码管显示6； 当 a=7(0111)时led7=1111000 此时数码管显示7； 当 a=8(1000)时led7=0000000 此时数码管显示8； 当a=9(1001)时led7=0010000 此时数码管显示9； 当a=10(1010)时led7=0001000 此时数码管显示A； 当a=11(1011)时led7=0000011 此时数码管显示B； 当 a=12(1100)时led7=1000110 此时数码管显示C； 当a=13(1101)时led7=0100001 此时数码管显示D； 当a=14(1110)时led7=0000110 此时数码管显示E； 当a=15(1111)时led7=0001110 此时数码管显示F；

这完全符合我们最开始的功能设计，所以可以说明源VHDL程序是正确的。

实验心得：

通过这次实验，我基本掌握了QUARTUS II软件的使用，也掌握了软件工程的建立，VHDL源文件的设计和波形仿真等基本内容。在实验中，我发现EDA这门课十分有趣，从一个器件的功能设计到程序设计，再到编译成功，最后得到仿真的结果，这其中的每一步都需要认真分析，一遍又一遍的编译，修改。当然，中间出现过错误，但我依然不放弃，一点一点的修改，验证，最终终于出现了正确的仿真结果，虽然有一些毛刺，但是总的来说，不影响整体的结果。

实验二：计数器设计与显示

实验目的：

（1）熟悉利用QUARTUS II中的原理图输入法设计组合电路，掌握层次化的设计方法；

（2）学习计数器设计，多层次设计方法和总线数据输入方式的

仿真，并进行电路板下载演示验证。实验内容:

1.完成计数器设计

基本功能及原理：

本实验要设计一个含有异步清零和计数使能的4位二进制加减可控计数器，即有一个清零端和使能端，当清零端为1时异步清零，即所有输出值都为0，当使能端为0时，计数器停止工作，当使能端为1时，正常工作，由时钟控制。另外，还应该有一个控制端，当控制端为0时，进行减法运算，当控制端为1时，进行加法运算。输出端有输出值和进位端，当进行加法运算时，输出值递增，当减法运算时，输出值递减，同时进位端进行相应的变化。

4位二进制加减计数器的逻辑符号：

程序设计：

软件编译：

在编辑器中输入并保存了以上4位二进制加减计数器的VHDL源程序后就可以对它进行编译了，编译的最终目的是为了生成可以进行仿真、定时分析及下载到可编程器件的相关文件。仿真分析： 仿真结果如下:

分析：

由仿真图可以得到以下结论：

当enable端为0时，所有数值都为0，当enable端为1时，计数器正常工作；当reset端为1时，异步清零，所有输出数值为0，当reset端为0时，正常工作；当updown端为0时，进行减法运算，当updown为1时，进行加法运算；另外，当程序进行减法运算时，出现借位时，co为1，其余为0，当进行加法运算时，出现进位时，co为1，其余为0。图中所有的功能与我们设计的完全一样，所以说明源程序正确。2.50M分频器的设计

基本功能及原理：

50M分频器的作用主要是控制后面的数码管显示的快慢。即一个模为50M的计数器，由时钟控制，分频器所有的端口基本和上述4位二进制加减计数器的端口一样，原理也基本相同。分频器的进位端（co）用来控制加减计数器的时钟，将两个器件连接起来。50M分频器的逻辑符号如下：

程序设计：

软件编译：

在编辑器中输入并保存了以上50M分频器的VHDL源程序后就可以对它进行编译了，编译的最终目的是为了生成可以进行仿真、定时分析及下载到可编程器件的相关文件。仿真分析： 结果如下：

上图为仿真图的一部分，由于整个图太大，所以显示一部分即可，其余部分如图以上图规律一直递增，直到50M为止，然后再重复，如此循环。

上图是部分输出的显示，由于整个图太大，所以只显示部分，其余部分如图递增。

分析：

由仿真图可以看出，当reset为0，enable为1时（因为本实验中计数器的模值太大，为了尽可能多的观察出图形，可让reset一直为0，enable一直为1，即一直正常工作），输出值由0一直递增到50M，构成一个加法计数器，与我们设计的功能一致。3.七段译码器程序设计

基本功能及原理：

七段译码器是用来显示数字的，7段数码是纯组合电路，通常的小规模专用IC，如74或4000系列的器件只能作十进制BCD码译码，然而数字系统中的数据处理和运算都是2进制的，所以输出表达都是16进制的，为了满足16进制数的译码显示，最方便的方法就是利用VHDL译码程序在FPGA或CPLD中实现。本项实验很容易实现这一目的。输出信号的7位分别接到数码管的7个段，本实验中用的数码管为共阳极的，接有低电平的段发亮。

七段译码器的逻辑符号：

程序设计：

软件编译：

在编辑器中输入并保存了以上七段译码器的VHDL源程序后就可以对它进行编译了，编译的最终目的是为了生成可以进行仿真、定时分析及下载到可编程器件的相关文件。仿真分析：

仿真结果如下图所示:

分析：具体分析与实验一中七段译码器的分析相同，在此不再赘述。计数器和译码器连接电路的顶层文件原理图：

原理图连接好之后就可以进行引脚的锁定，然后将整个程序下载到已经安装好的电路板上，即可进行仿真演示。

实验心得：

经过本次试验，我学到了很多。首先，我加强了对QUARTUS II软件的掌握；其次，我掌握了电路图的顶层文件原理图的连接，学会了如何把自己设计的程序正确的转化为器件，然后正确的连接起来，形成一个整体的功能器件；最后，我学会了如何安装以及如何正确的把完整的程序下载到电路板上，并进行演示验证。

实验三：大作业设计

（循环彩灯控制器）

实验目的：

综合应用数字电路的各种设计方法，完成一个较为复杂的电路设计。实验内容：

流水灯（循环彩灯）的设计 设计任务：

设计一个循环彩灯控制器，该控制器可控制10个发光二极管循环点亮，间隔点亮或者闪烁等花型。要求至少三种以上花型，并用按键控制花型之间的转换，用数码管显示花型的序号。基本原理：

该控制器由两部分组成，一部分是一个50M的分频器，其主要用来控制花色变化的快慢；另一部分是一个彩灯控制器，该彩灯控制器可由两个开关控制花型的序号，10个输出分别控制10个发光二极管的亮暗，当输出为1时，该发光二极管亮，输出为0时，该二极管灭。将分频器的co端用来控制彩灯控制器的时钟，将两个器件连接起来。1.分频器的设计

50M分频器与实验二中的分频器一样，这里不再赘述。2.彩灯控制器的设计 基本原理：

该彩灯控制器由时钟控制，reset异步清零，enable当做使能端，由两个开关do(0-1)来控制选择不同的花型，10个输出端lig(0-9)来控制10个LED灯的亮灭。因为用了两个开关来控制花型，所以一共有4种花色。

彩灯控制器的逻辑符号：

程序设计：

3.七段译码器的设计

七段译码器是用来显示不同花型的序号的，其设计与实验一中的设计一样，这里不再赘述。循环彩灯控制器的原理图：

仿真波形如下： 第一种花型：

第二种花型：

第三种花型：

第四种花型：

仿真分析：

将以上仿真波形图和源程序对比，我们可以看到，仿真出来的波形和我们设计的功能一致，这说明源VHDL程序是正确的。实验心得：

本次试验是在没有老师指导的情况下自己完成的，我在参考了网上的程序的情况下，最终成功的设计并正确的演示出了循环彩灯的不同花型。通过本次试验，我真正的体会到了DEA这门课的乐趣，也发现它对我们的学习和生活带来很大的方便。

第五篇：EDA毕业论文

现代EDA技术及其发展

引言

随着大规模集成电路技术和计算机技术的不断发展,在涉及通信、国防、航天、医学、工业自动化、计算机应用、仪器仪表等领域的电子系统设计工作中,EDA技术的含量正以惊人的速度上升;电子类的高新技术项目的开发也逾益依赖于EDA技术的应用。即使是普通的电子产品的开发,EDA技术常常使一些原来的技术瓶颈得以轻松突破,从而使产品的开发周期大为缩短、性能价格比大幅提高。不言而喻,EDA技术将迅速成为电子设计领域中的极其重要的组成部分。

EDA技 术

即电子设计自动(Electronic DesignAutomation)技术,以大规模可编程逻辑器件为设计载体,以硬件描述语言为系统逻辑描述的主要表达方式,以计算机、大规模可编程逻辑器件的开发软件及实验开发系统为设计工具,通过有关的开发软件,自动完成用软件的方式设计电子系统到硬件系统的一门技术。EDA技术是一种实现电子系统或电子产品自动化设计的技术,与电子技术、微电子技术的发展密切相关。同时它吸收了计算机科学领域的大多数最新研究成果,以计算机作为基本工作平台,利用计算机图形学、拓扑逻辑学、计算数学以至人工智能学等多种计算机应用学科的最新成果而开发出来的一整套电子CAD通用软件工具,是一种帮助电子设计工程师从事电子组件产品和系统设计的综合技术。EDA技术的出现,为电子系统设计带来了一场革命性的变化。没有EDA技术的支持,想要完成上述超大规模集成电路的设计制造是不可想象的。

EDA技术的主要内容

EDA技术涉及面很广,内容丰富,从教学和实用的角度看,主要应掌握如下四个方面的内容:1)大规模可编程逻辑器件;2)硬件描述语言;3)软件开发工具;4)实验开发系统。其中,大规模可编程逻辑器件是利用EDA技术进行电子系统设计的载体,硬件描述语言是利用EDA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的自动设计工具,实验开发系统则是利用EDA

技术进行电子系统设计的下载工具及硬件验证工具。大规模可编程逻辑器件PLD(Programmable Logic Device,可编程逻辑器件)是一种由用户编程以实现某种逻辑功能的新型逻辑器件。FPGA和CPLD分别是现场可编程门阵列和复杂可编程逻辑器件的简称,两者的功能基本相同,只是实现原理略有不同,所以我们有时可以忽略这两者的区别,统称为可编程逻辑器件或CPLD/FPGA。PLD是电子设计领域中最具活力和发展前途的一项技术,PLD能完成任何数字器件的功能。PLD如同一张白纸或是一堆积木,工程师可以通过传统的原理图输入法,或是硬件描述语言自由的设计一个数字系统,通过软件仿真,我们可以事先验证设计的正确性。在PCB完成以后,还可以利用PLD的在线修改能力,随时修改设计而不必改动硬件电路。使用PLD来开发数字电路,可以大大缩短设计时间,减少PCB面积,提高系统的可靠性。PLD的这些优点使得PLD技术在20世纪90年代以后得到飞速的发展,同时也大大推动了EDA软件和硬件描述语言(HDL)的进步。硬件描述语言(HDL)硬件描述语言(HDL)是相对于一般的计算机软件语言如C、Pascal而言的。HDL是用于设计硬件电子系统的计算机语言,它描述电子系统的逻辑功能、电路结构和连接方式。HDL具有与具体硬件电路无关和与设计平台无关的特性,并且具有良好的电路行为描述和系统描述的能力,并在语言易读性和层次化结构化设计方面,表现了强大的生命力和应用潜力。用HDL进行电子系统设计的一个很大的优点是设计者可以专心致力于其功能的实现,而不需要对不影响功能的与工艺有关的因素花费过多的时间和精力。就FPGA/CPLD开发来说,比较常用和流行的HDL主要有VHDL、Verilog HDL、ABEL、AHDL、SystemVerilog和SystemC。其中VHDL、Verilog在现在EDA设计中使用最多,也拥有几乎所有的主流EDA工具的支持。而Sys-temVerilog和SystemC这两种HDL语言还处于完善过程中。现在,VHDL和Verilog作为IEEE的工业标准硬件描述语言,又得到众多EDA公司的支持,在电子工程领域,已成为事实上的通用硬件描述语言。有专家认为,在新的世纪中,VHDL与Verilog HDL语言将承担起大部分的数字系统设计任务。

软件开发工具

这类软件一般由PLD/FPGA芯片厂家提供,基本都可以完成所有的设计输入(原理图或HDL),仿真,综合,布线,下载等工作。集成的PLD/FPGA开发环境供应商开发环境简介AlteraMAXPLUSIIAltera的MaxplusII曾经是最优秀的PLD开发平台之一,适合开发早期的中小规

模PLD/FPGA使用者众多。目前Altera已经停止开发MaxplusII,而转向QuartusII软件平台QuartusIIAltera公司新一代PLD开发软件,适合大规模FPGA的开发XilinxFoundationXilinx公司上一代的PLD开发软件,目前Xilinx已经停止开发Foundation转向ISE软件平台ISE Xilinx公司目前的FPGA/PLD开发软件

LatticeispDesignEXPERTLattice公司的PLD开发软件,目前最新软件改名为ispLEVERispLEVERLattice推出的最新一代PLD集成开发软件,取代ispEXPERT成为FPGA和PLD设计的主要工具。实验开发系统提供芯片下载电路及EDA实验/开发的外围资源(类似于用于单片机开发的仿真器),供硬件验证用。一般包括:1)实验或开发所需的各类基本信号发生模块,包括时钟、脉冲、高低电平等2)FPGA/CPLD输出信息显示模块,包括数据显示、发光管显示、声响指示等3)监控程序模块,提供“电路重构软配置4)目标芯片适配座以及上面的FPGA/CPLD目标芯片和编程下载电路。

EDA技术的应用展望

EDA技术将广泛应用于高校电类专业的实践教学和科研工作中与世界各知名高校相比,我国高等院校在EDA及微电子方面的教学和科研工作有着明显的差距,我们的学生现在做的课程实验普遍陈旧,动手能力较差。从某种意义上来说,EDA教学科研情况如何,代表着一个学校电类专业教学及科研水平的高低,而EDA教学科研工作开展起来后,还会对微电子类、计算机类学科产生积极的影响,从而带动各高校相应学科的同步发展。EDA技术将广泛应用于专用集成电路和新产品的开发研制中由于可编程逻辑器件性能价格比的不断提高,开发软件功能的不断完善,而且由于用EDA技术设计电子系统具有用软件的方式设计硬件;设计过程中可用有关软件进行各种仿真;系统可现场编程,在线升级;整个系统可集成在一个芯片上等特点,使其将广泛应用于专用集成电路和机械、电子、通信、航空航天、化工、矿产、生物、医学、军事等各个领域新产品的开发研制中。EDA技术将广泛应用于传统机电设备的升级换代和技术改造传统机电设备的电器控制系统,如果利用EDA技术进行重新设计或进行技术改造,不但设计周期短、设计成本低,而且将提高产品或设备的性能,缩小产品体积,提高产品的技术含量,提高产品的附加值。EDA技术将在国防现代化建设中发挥重要的作用EDA技术是电子设计领域的一场革命,目前正处于高速发展阶段,每年都有新的EDA工具问世,我国EDA技术的应用水平长期落后于发达国

家,如果说用于民品的核心集成电路芯片还可以从国外买的到的话,那么军用集成电路就必须依靠自己的力量研制开发,因为用钱是买不到国防现代化的,特别是中国作为一支稳定世界的重要力量,更要走自主开发的道路。强大的现代国防必须建立在自主开发的基础上,因此,广大电子工程技术人员应该尽早掌握这一先进技术,这不仅是提高设计效率和我国电子工业在世界市场上生存、竟争与发展的需要,更是建立强大现代国防的需要。

我国EDA技术的出路

中国IC设计公司任重道远近年来我国的半导体市场发展突飞猛进,政府积极扶植EDA产业,加大招商引资力度,大力建设EDA制造业基地,国务院颁布的软件产业和集成电路产业发展的若干政策从政策上为EDA的发展营造了良好的外部环境,同时世界领先的一些供应商也看好中国市场的潜在优势,向中国出口先进的设计工具,但具备了工具只是解决了设计手段,而中国的设计师在EDA的总体应用能力方面与世界发达国家相比还存在一定的差距,突出表现为专业人才紧缺,缺乏成熟化的整合性集成设计环境,供应商技术服务支持不够,中国EDA技术的现在和未来都应重视设计方法、工具和设计语言等方面的问题,从整体上看,中国市场对设计工具的需求已越来越与国际接轨,但是尽管中国EDA设计领域中前端的设计相对成熟,但后端例如从网表到C++等的设计却面临着更大的挑战。无论是EDA的使用还是EDA工具本身,我国与先进国家相比都有很大差距。EDA标准化工作在我国刚刚起步,我国有庞大的市场需求和快的增长速度,同时还有后发优势,这是我国EDA发展的楔机。在EDA标准化方面,目前主要应采用国际和国外先进标准,一方面引进和转化适用的标准,更重要的是加强转化后标准的宣传和推广,通过标准化工作促进我国EDA及集成电路产业的发展。

我国如何应对EDA技术的挑战

①充分发挥EDA仿真技术在教学中的应用,培养更多适应新技术要求的人才。人才需求的变化,技术的发展之快更是需要教育工作者有着人才培养的超前意识。这一意识必须是科学的、崭新的、快速的、甚至是跳跃的。特别是人才的培养需要有掌握新技术的专业教师,还要有新技术的设备才能满足人才培养的要求。新技术、新设备的大量投入可能会影响到进入人才市场最前沿的机遇。这就需要我们思维创新,教学手段创新。作者认为学校实验教学就应该以EDA仿真技术

为突破口,引入计算机辅助教学手段,从而加快高素质人才培养的速度,建立雄厚的EDA技术人才基础。②以半导体的研究创新促进EDA技术发展半导体工艺技术在过去5年中正以飞快的速度发展。硅的生产率每18个就会增加,而设计生产率仍旧严重滞后。自从半导体行业步入0.13μm时代以来,集成电路设计所面临的挑战已被多次提及,范围包括了数字和模拟电路领域。相关的内容包括:功率管理,功能验证,漏电流,对于超过1.5亿个晶体管的复杂设计管理,还有0.13μm以下的混合信号和数字设计等等。过去那些令人生畏的巨大挑战总会被解决,所以说没有人会怀疑半导体技术会适时而及时地找出解决所面临的挑战方案,来击败ITRS的预言。但是,为了在设计效率和设计技术有效上取得长足进步和避免成本重复,EDA产业应该支持相应的一整套标准,如设计工具的全球战略、可制造性设计、统计设计方法、低功率设计和系统级确认等。③开发实用性更强的EDA软件在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ASIC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功能强大、界面友好、使用方便的设计工具在各地开花并结果。④外设技术与EDA工程相结合外设技术与EDA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。中国自1995年以来加速开发半导体产业,先后建立了几所设计中心,推动系列设计活动以应对亚太地区其它EDA市场的竞争。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

(CAD)、计算机辅助工程(CAE)、计算机辅助工艺(CAPP)、计算机辅助制造(CAM)、产品数据管理(PDM)、制造资源计划(MRPII)及企业资源管理(ERP)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(M3C)结构。在ASIC和PLD设计方面,向超高速、高密度、低功耗、低电压方面发展。