基于EDA的多路抢答器设计.doc

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第一部分：EDA技术综述

摘要：

1.EDA技术的发展历程

EDA技术的发展大致可分为三类：

（1）20世纪70年代，在集成电路制作方面，MOS工艺得到广泛的应用。可编程逻辑技术及其器件已经问世，计算机作为一种运算工具已经在科研领域得到广泛应用。在70年代后期，CAD的概念已现雏形，这一阶段人们开始利用计算机辅助进行集成电路版图编辑、PCB布局布线等工作。

（2）20世纪80年代，集成电路设计进入了CMOS（互补场效应管）时代，复杂可编程逻辑器件已经进入商业应用，相应的辅助设计软件也已投入使用，而在80年代末期，出现了FPGA（FieldProgrammableGateArray），CAE和CAD技术的应用更为广泛，它们在PCB设计方面的原理图输入、自动布局布线及PCB分析，以及逻辑设计、逻辑仿真、布尔方程综合和化简等方面担任了重要角色。特别是各种硬件描述语言HDL（HardwareDescriptionLanguage）的出现、应用和标准化方面的重大进步，为EDA（ElectronicDesignAutomation，电子设计自动化）技术必须解决的电路建模、标准文档及仿真测试奠定了基础。

（3）进入20世纪90年代，随着硬件描述语言的标准化得到进一步的确立，计算机辅助工程、辅助分析和辅助设计在电子技术领域获得了更加广泛的应用，与此同时，电子技术在通信、计算机及家电产品生产中的市场需求和技术需求，也极大地推动了全新的电子设计自动化技术的应用和发展。特别是集成电路设计工艺步入了超深亚微米阶段，百万门以上的大规模可编程逻辑器件的陆续面世，以及基于计算机技术的面向用户的低成本大规模ASIC设计技术的应用，促进了EDA技术的形成。

2.常见的EDA工具软件及相关设计方法和应用展望

(1)EDA工具软件

EDA工具软件可大致可分为芯片设计辅助软件、可编程芯片辅助设计软件、系统设计辅助软件等三类。

目前进入我国并具有广泛影响的EDA软件是系统设计软件辅助类和可编程芯片辅助设计软件：Protel、PSPICE、multisim7、OrCAD、PCAD、、LSIIogic、MicroSim，ISE，modelsim等等。这些工具都有较强的功能，一般可用于几个方面，例如很多软件都可以进行电路设计与仿真，同进还可以进行PCB自动布局布线，可输出多种网表文件与第三方软件接口。

（2)相关设计方法

a.前端设计(系统建模RTL级描述)后端设计(FPGAASIC)系统建模

b.IP复用

c.前端设计

d.系统描述：建立系统的数学模型。

e.功能描述：描述系统的行为或各子模块之间的数据流图。

f.逻辑设计：将系统功能结构化，通常以文本、原理图、逻辑图、布尔表达式来表示设计结果。

g.仿真：包括功能仿真和时序仿真，主要验证系统功能的正确性及时序特性。

（3）应用展望

a.EDA技术将广泛用于高校电类专业的实践教学工作中。

b.EDA技术将广泛应用于科研工作和新产品的开发中。

c.EDA技术将广泛应用于专用集成电路的开发。

d.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。

EDA技术的主要内容:

EDA是电子设计自动化（ElectronicDesignAutomation）的缩写，在20世纪90年代初从计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助测试（CAT）和计算机辅助工程（CAE）的概念发展而来的。

EDA技术就是以计算机为工具，设计者在EDA软件平台上，用硬件描述语言HDL完成设计文件，然后由计算机自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局、布线和仿真，直至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软件

目前在国内比较流行的EDA软件工具主要有Altera公司的MAX+plusⅡ和QuartusⅡ,Lattice公司的ExpertLEVER和Synario,Xilinx公司的Foundation和Alliance,Actel公司的ActelDesigner等.

第二部分：EDA设计实践报告

1).多路抢答器

2).内容摘要

多路抢答器是一种竞赛中常见的仪器，基于数字电子技术，模拟电子技术，和电路等基础专业课的知识，我们做出了供四个选手或代表队用的四路抢答器。四路抢答器的核心元件是数字电子技术中的D触发器、与非，非门、编码器和七段译码器及其显示电路。

通过这些基本元件的连接实现锁存和显示的功能。设计的第一个阶段是原理图的设计，在理论学习的基础上我们设计出了理论上能够实现抢答器功能的逻辑电路，所用的器件主要有四D触发器、与非