EDA毕业论文

第一篇：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。

第二篇：EDA实验报告

EDA课程实验报告

----移位相加8位硬件乘法器电路计

ou 1

移位相加硬件乘法器设计

一．实验目的

1、学习移位相加8 位硬件乘法器电路设计；

2、学习应用EDA 技术进行项目设计的能力

二．实验原理

该乘法器是由8位加法器构成的以时序方式设计的8位乘法器。其乘法原理是：乘法通过逐项移位相加原理来实现，从被乘数的最低位开始，若

为1，则乘数左移后与上一次的和相加；若为0，左移后以全零相加，直至被乘数的最高位。

实验箱内部结构图

：

三．实验设备

1.安装QUARTUS II 软件的PC一台；

2.实验箱一个 四．实验步骤

1.输入下列VHDL程序：

2.编译程序，并连接实验箱并下载 3.在实验箱上按下列要求进行设置：

①选择模式1 ②CLKK控制移位相加速度，接clock0=4Hz ③A[7..0]、B[7..0]输入数据 显示于此4个数码管上

④DOUT[15..0]接数码管8/7/6/5，显示16位乘积：PIO31—PIO16 ⑤接键8（PIO49）：高电平清0，低电平计算允许

⑥A[7..0]接键2/1，输入8位乘数 PIO7—PIO0（模式1）⑦B[7..0]接键2/1，输入8位被乘数 PIO7—PIO0（模式1）

五．实验结果

实验程序编译运行后RTL电路图

ou 1）2

（模式

实验RTL电路

A[7..0]接键2/1，输入8位乘数：A2（十六进制）B[7..0]接键4/3，输入8位被乘数：33（十六进制）可得结果DOUT[15..0]：2046（十六进制）六：心得体会

通过电子设计的数字部分EDA设计，我们掌握了系统的数字电子设计的方法，也知道了实验调试适配的具体操作方法。

通过实验，进一步加深了对EDA的了解，让我对它有了浓厚的兴趣。但是在调试程序时，遇到了不少问题，编译下载程序时，总是有错误，在细心的检查下，终于找出了错误和警告，排除困难后，程序编译就通过了，心里终于舒了一口气。

ou 3

第三篇：EDA实验报告

EDA 实验报告

张佳兴 2220131738 电气工程及其自动化1班

一、Verilog语言反应硬件特性举例

1.module cc(clk,en,cout)、input、output，这三个语句用Verilog语言定义了一个逻辑器件，module后边括号内为端口名称，每个端口都对应硬件的一个引脚，引脚的输入输出性质都由input、output所定义，C语言中对变量的定义，都是int等反应数据大小的数据类型，不能反映硬件特性。

2.reg寄存器类型，表示一个具有保持作用的数据储存单元，它只能在always语句和initial语句中被赋值，并且它的值从一个赋值到另一个赋值被保存下来。这种类型就和实际芯片中的寄存器作用一样，可以将其中数据状态保存一定时间，C语言中没有这一类型。

3.always语句当其检测到适当状态时，执行其中内容。Always @（posedge clk）语句就表明，检测到高电平执行，和实际芯片引脚状态变化引起内部变化原理一致，C语言中没有过程赋值这种语句，C中也没有对高低电平、上升下降沿的判断条件。

4.Verilog语言中的模块例化，将各个模块程序在例化程序里结合起来，在硬件层面就相当于将各个小的模块互相连接，构成一个大的模块，C语言中类似的形式是函数，一个函数可以有子函数，但是C中的函数不能反应硬件特性。

二、数字频率计设计与调试总结

在进行课程设计的过程中我遇到了以下几点困难：

1.在最初设计时，没能利用硬件的思想来设计这个题目，导致频率频率计数的逻辑控制部分设计不清。在参考老师所提供的框图后了解应将逻辑控制部分单独设计成一个模块，通过en和clr来控制计数，这样技术部分就可以将之前的实验内容移植过来，十分简便。

2.在设计过程中的，锁存部分原理没有搞懂。按照老师的框图，从前向后分析，发现锁存的时钟clk是之前逻辑控制部分的lock引脚所提供，这样就将每个周期所计得的频率结果在同一个时序通过锁存器向后传输。

3.配置引脚时出错，将数码管的位选引脚顺序弄反，导致数码管显示错误。仔细检查，发现错误，改正后正常运行。4.在拓展功能一的设计中，将十分频部分弄错，最后出来的结果和预期差了一些。在当堂实验课中，这个错误我没能及时纠正，回来之后，我对应程序认真检查，发现我的十分频，被我设计成了逢9进1，导致最后结果错误。

5.发现了自己很多语法问题，比如在过程赋值中对wire类型数据进行赋值导致错误，module定义的模块名称没有和文件名称对应导致错误等，最终我通过PPT及网络途径解决了这些问题。

在这次实验中，基本功能全部实现，并且是我自行制作，拓展功能一，同样是我自行完成，不过我当时得到的结果有误差，实验后我已经发现了问题，改正了错误。拓展功能二没有实现。

三、对课程的建议

1.我希望老师以后的实验过程中能够有一个答疑环节，在实验前，我们可以对预习中不懂的部分进行提问。

2..希望老师能增加一些课时，或者给我们一些课外时间去到实验室，我们的实验我自我感觉相对别的实验来说难度还是比较大的，我觉得如果有充足的时间，洒家可以将拓展部分做出来，为自己争取更好的分数。

第四篇：EDA总结

一、有关概念

1.ASIC全称：专用集成电路； 2.FPGA：现场可编程门阵列 3.CPLD：复杂可编程逻辑器件； 4.VHDL全称：硬件描述语言； 5.全定制； 6.半定制；

7.IP核；IP就是知识产权核或知识产权模块的意思

8.综合（器）；综合就是将电路的高级语言（如行为描述）转换为低级的，可与FPGA/CPLD的基本结构相映射的网表文件或程序。

9.适配（器）；适配器也称结构综合器，它的功能是将综合器产生的网表文件配置于指定的目标器件中，使之产生最终的下载文件。

10.功能仿真；是直接对VHDL、原理图描述或其他描述形式的逻辑功能进行测试模拟，以了解其实现的功能是否满足原设计的要求

11.时序仿真；就是接近真实器件运行特性的仿真，仿真文件中已包含了器件硬件特性参数，因而，仿真精度高。

12.编程下载；把适配后生成的下载或配置文件，通过编程器或编程电缆向FPGA或CPLD下载，以便进行硬件测试和验证 13.PROM；可编程只读存储器 14.PLA；可编程逻辑阵列 15.PAL；可编程阵列逻辑 16.查找表； 17.乘积项；

18.实体；VHDL实体作为一个设计实体（独立的电路功能结构）的组成部分，其功能是对这个设计实体与外部电路进行接口描述。

19.结构体；结构体是实体所定义实体中的一个组成部分。结构体描述设计实体的内部结构和外部设计实体端口间的逻辑关系。

20.元件例化；元件例化意味着在当前结构体内定义了一个新的设计层次，这个设计层次的总称叫元件，但它可以以不同的形式出现。？？ 21.时钟进程； 22.三态； 23.线与； 24.数据对象；

25.变量；变量是一个局部量，只能在进程和子程序中使用，变量的赋值是立即发生的，不存在任何延时行为。

26.信号；信号是硬件系统的基本数据对象，它的性质类似于连接线。信号可以作为设计实体中并行语句模块间的信息交流通道

27.Moore型状态机；异步输出状态机，输出仅为当前状态的函数，在输入发生变化时还必须等待时钟的到来。

28.Mealy型状态机；同步输出状态机，输出是当前状态和所有输入信号的函数，它的输出是在输入变化后立即发生的。不依赖于时钟的同步。

注意：

1.<= 对信号SIGNAL的赋值 := 是对变量variable的赋值

2.程序的实体名必须和文件名一致，例1中二输入与门的文件名必须为yumen

一、有关概念

ASIC全称；FPGA和CPLD全称；VHDL全称；全定制；半定制； IP核；综合（器）；适配（器）；功能仿真；时序仿真；编程下载；PROM；PLA；PAL；查找表；乘积项；实体；结构体；元件例化；时钟进程；三态；线与； 数据对象；变量；信号； Moore型状态机；Mealy型状态机。

二、程序分析及设计

1、二输入与门的VHDL语言设计。LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITY yumen IS

PORT(a, b : IN BIT;

y : OUT BIT);END ENTITY yumen;ARCHITECTURE one OF yumen IS BEGIN y <= a AND b;END ARCHITECTURE one;

2、带有异步复位和同步时钟使能的6进制计数器VHDL语言设计。

LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY jinzhi IS PORT(CLK,RST,EN : IN STD_LOGIC;CQ : OUT STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0);COUT : OUT STD_LOGIC);END jinzhi;ARCHITECTURE behav OF jinzhi IS BEGIN PROCESS(CLK, RST, EN)VARIABLE CQI : STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0);BEGIN IF RST = '1' THEN CQI :=(OTHERS =>'0');--计数器复位 ELSIF CLK'EVENT AND CLK='1' THEN--检测时钟上升沿 IF EN = '1' THEN--检测是否允许计数 IF CQI < 5 THEN CQI := CQI + 1;--允许计数

ELSE CQI :=(OTHERS =>'0');--大于5，计数值清零 END IF;END IF;END IF;IF CQI = 5 THEN COUT <= '1';--计数大于5，输出进位信号 ELSE COUT <= '0';END IF;CQ <= CQI;--将计数值向端口输出 end PROCESS;END behav;

3、用VHDL语言设计2选1数据选择器。

LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITY erxuanyi IS PORT(a, b, s: IN BIT;y : OUT BIT);END erxuanyi;ARCHITECTURE one OF erxuanyi IS BEGIN PROCESS(a,b,s)BEGIN IF s = '0' THEN y <= a;ELSE y <= b;END IF;END PROCESS;END;

4、边沿型T、D触发器VHDL语言设计。--D触发器

LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITY DFF IS PORT(CLK : IN STD_LOGIC;D : IN STD_LOGIC;Q : OUT STD_LOGIC);END;ARCHITECTURE bhv OF DFF IS SIGNAL Q1 : STD_LOGIC;BEGIN PROCESS(CLK)BEGIN IF CLK'EVENT AND CLK = '1' THEN Q1 <= D;END IF;END PROCESS;Q <= Q1;END bhv;

--T触发器

有clk且为1的时候，T与当前状态异或

LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITY tff IS PORT(CLK : IN STD_LOGIC;T : IN STD_LOGIC;Q : OUT STD_LOGIC);END;ARCHITECTURE bhv OF tff IS SIGNAL Q1 : STD_LOGIC;BEGIN PROCESS(CLK)BEGIN IF CLK'EVENT AND CLK = '1' THEN Q1 <= Q1 XOR T;END IF;END PROCESS;Q <= Q1;END bhv;

5、带并行置数的8位右移移位寄存器VHDL语言设计。

library ieee;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITY SHFRT IS PORT(CLK,LOAD: IN STD_LOGIC;

DIN: IN STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);

QB:OUT STD_LOGIC);END SHFRT;

ARCHITECTURE BEHAV OF SHFRT IS BEGIN PROCESS(CLK,LOAD)

VARIABLE REG8: STD_LOGIC_VECTOR(7 TO 0);BEGIN

IF CLK'EVENT AND CLK='1' THEN

IF LOAD='1' THEN REG8:=DIN;

ELSE REG8(6 DOWNTO 0):=REG8(7 DOWNTO 1);

END IF;

END IF;

QB<=REG8(0);END PROCESS;END BEHAV;--说明：当clk有上升沿，而且load为1的时候把din的值赋给REG8，如果clk有上升沿，而且load为0的时候把REG8的高7为赋给低7位（注意此时最高位不变）6、1位半加器VHDL语言设计。(布尔逻辑描述)LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITY banjia IS PORT(a,b : IN STD_LOGIC;co,so : OUT STD_LOGIC);END ENTITY banjia;ARCHITECTURE fh1 OF banjia IS BEGIN so <= not(a xor(not b));co <= a and b;END ARCHITECTURE fh1;

7、用VHDL语言设计实现四选一数据选择器。

LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITY sixuan IS PORT(a, b, c , d: IN BIT;

s: IN STD_LOGIC_VECTOR(1 DOWNTO 0);y : OUT BIT);END sixuan;ARCHITECTURE one OF sixuan IS BEGIN PROCESS(a,b,c,d,s)BEGIN case s(1 DOWNTO 0)is when “00” => y <= a;when “01” => y <= b;when “10” => y <= c;when “11” => y <= d;when others => null;END case;END PROCESS;END;

8、用VHDL语言实现三态门设计。

LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITY santai IS port(enable : IN STD_LOGIC;datain : IN STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);dataout : OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0));END santai;ARCHITECTURE bhv OF santai IS BEGIN PROCESS(enable,datain)BEGIN IF enable = '1' THEN dataout <= datain;ELSE dataout <=“ZZZZZZZZ”;END IF;END PROCESS;END bhv;

9、设有VHDL描述的半加器h_adder和或门or2，试通过层次化设计思想设计由半加器和或门构成的一位二进制全加器的VHDL程序。全加器f_adder电路结构组成图如下所示。

半加器h_adder LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITY h_adder IS PORT(a,b : IN STD_LOGIC;co,so : OUT STD_LOGIC);END ENTITY h_adder;ARCHITECTURE fh1 OF h_adder IS BEGIN so <=(a OR b)AND(a NAND b);co <= NOT(a NAND b);END ARCHITECTURE fh1;

或门 or2a LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITY or2a IS PORT(a, b :IN STD_LOGIC;c : OUT STD_LOGIC);END ENTITY or2a;ARCHITECTURE one OF or2a IS BEGIN c <= a OR b;END ARCHITECTURE one;

元件例化adder library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity adder is port(ain,bin,cin:in std_logic;

cout,sum :out std_logic);end entity adder;architecture fd1 of adder is component h_adder

port(a,b:in std_logic;

co,so:out std_logic);end component;component or2a

port(a,b:in std_logic;

c:out std_logic);end component;signal d,e,f:std_logic;begin u1 : h_adder port map(a=>ain,b=>bin,co=>d,so=>e);u2 : h_adder port map(a=>e,b=>cin,co=>f,so=>sum);u3 : or2a port map(a=>d,b=>f,c=>cout);end architecture fd1;

第五篇：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。