《电子设计自动化EDA》绪论.ppt

《电子设计自动化》课程说明 一、学习目标 完成该课程学习，学习者要能够： 了解EDA技术的发展历程、系统构成及相关技术的发展趋势； 了解可编程逻辑器件的基本概念和基本原理； 了解实际PLD器件的结构组成、特点及其性能指标； 掌握EDA软件MAX+PLUSII和QuartusII的主要功能及其使用； 掌握国际标准化硬件描述语言VHDL及其应用； 掌握基本逻辑电路（组合逻辑电路、时序电路）的设计 ； 二、教学的重点和难点 本课程教学的重点是：电子设计自动化的主要技术是CPLD/FPGA技术的逻辑与综合；VHDL编程的方法是本教材的重点：具体是“UP-DOWN”的编程技术和“DOWN- UP”的技术，层次化电路设计。难点是电路的设计与配置，具体为VHDL语言构造体的描述方式，状态机电路设计。 三、教与学的方法 本课程以同学们的学习为中心，教、学、做相结合的模式 ： 讲授 案例 任务驱动（实验、课程设计） 问题式 四、各教学环节要求 本课程的教学环节有课堂讲授、实验、作业、考试等。其中实验包括：认识实验、VHDL语言的入门、VHDL语言的提高实验、逻辑电路设计、综合与层次性实验共六个。作业要求学生通过电子邮件发送。通过作业，使学生充分理解所学理论知识，培养学生严谨的科学作风。本课程考试分理论与实践两部分，重在实践上机设计。通过实际操作来考察学生对知识的掌握程度。 五、本课程考核方法 考核方式：闭卷笔试 最终成绩构成比例： 实验占20% 期末考试卷面成绩占80%。 六、与其它课程的联系 本课程的先修课为：《数字电路》、《模拟电路》、《信号与系统》、《C语言》、《单片机》等。后续课为《DSP原理及应用》、《信息论》等。在教学体系中起呈上启下的作用。 新手入门 什么是EDA 电子设计自动化（Electronic Design Automation）指设计者利用计算机及相关应用软件完成电子系统设计任务 电子工程领域的EDA EDA：电子设计自动化 Electronic Design Automation EDA技术就是： 依赖 功能强大的计算机， 在 EDA工具软件 平台上， 用 硬件描述语言（HDL）作为 系统逻辑描述手段 来完成 电子线路设计文件 最终 实现 － 特定电子线路的硬件（芯片或者电路板） 让我们来增加一点感观认识 这是一片ALTERA公司的PLD芯片 12进制计数器的设计 传统电路设计是一种“搭积木”式的设计 12进制计数器的VHDL程序 一个D触发器的VHDL代码例子 -- VHDL code position: p83_ex4_11_DFF1 ------------------------------------------------------------------------------- -- LIBARY IEEE; -- USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; ENTITY DFF1 IS PORT ( CLK : IN BIT; D : IN BIT; Q : OUT BIT ); END ENTITY DFF1; ARCHITECTURE bhv OF DFF1 IS BEGIN PROCESS(CLK) BEGIN IF CLKEVENT AND (CLK=1) AND ( CLKLAST_VALUE = 0) THEN -- 严格的CLK信号上升沿定义 Q = D; END IF; END PROCESS; END ARCHITECTURE bhv; 有了HDL语言后？ 硬件设计人员 的工作过程 已经 类似于 软件设计人员，那么 这种模式的好处是？ 让我们先看看原来是如何做的－ 与传统电子设计方法的比较 传统的设计过程： 模块划分 画出逻辑的真值表 用卡诺图简化逻辑 写出布尔表达式 画出逻辑线路图 传统设计是一种“搭积木”设计 由标准器件（如74/54系列）构建电路板 由电路板搭成电子系统 主要的工作量在于 系统设计（板互连） PCB板设计 传统设计方法的问题 复杂电路的设计、调试很困难 修改不变 可移值性差 模块重用困难 设计文档很多，不易管理 只能在成品制造后测试 对设计者的经验要求很高 EDA设计是 一种基于“芯片”的设计 利用EDA工具，采用可编程逻辑器