《VHDL语言与数字逻辑电路设计》——第1讲_EDA基础

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1、VHDL语言与数字逻辑电路设计主讲：许钢2010.9许钢9/8/20211《VHDL语言与数字逻辑电路设计》第1讲EDA基础电子设计自动化EDA（ElectronicDesignAutomation）技术是新一代的自动辅助电子设计工具，近年来在电子设计与制造领域，EDA技术越来越受到重视，已形成强劲的发展势头。专用集成电路ASIC（ApplicationSpecificIntegratedCircuit）、片上系统SoC（SystemonChip）、可编程片上系统SoPC（SystemonProgrammableChip）是当前各种电子高科技产品

2、的核心部分。ASIC、SoC和SoPC的设计必须借助于EDA工具，而ASIC、SoC和SoPC的改进又对EDA工具提出更高的要求，从而促进了EDA技术的发展。许钢9/8/20212《VHDL语言与数字逻辑电路设计》第1讲EDA基础EDA技术的发展从60年代中期至今经历了三个阶段。电子线路CAD是EDA发展的初级阶段（60年代中期~80年代初）。电子线路CAE是EDA发展的中级阶段（80年代初~90年代初）。ESDA是EDA发展的高级阶段（90年代以来）1.1EDA技术的发展及技术特色许钢9/8/20213《VHDL语言与数字逻辑电路设计》第1讲ED

3、A基础电子线路CAD是EDA发展的初级阶段（60年代中期~80年代初）在这个阶段分别开发了一个个独立的软件工具，主要有电路原理图绘制、PCB（印刷电路板）图绘制、电路模拟、逻辑模拟等。它们利用计算机的图形编辑、分析和计算等能力，协助工程师设计电子线路，使设计人员从大量繁琐、重复计算和绘图工作中解脱出来。但总体来看自动化程度低，需要人工干预整个设计过程。70年代出现的电路模拟软件SPICE，就是这个时代的代表作之一。1.1EDA技术的发展及技术特色许钢9/8/20214《VHDL语言与数字逻辑电路设计》第1讲EDA基础电子线路CAE（Computer

4、-AidedEngineering：计算机辅助工程）是EDA发展的中级阶段（80年代初~90年代初）在这个阶段各种设计工具均已齐全，如前面所提到的电路原理图绘制、PCB图绘制、电路模拟、逻辑模拟，还有这一阶段新出现的自动布局布线、电路的计算机仿真与分析、测试码生成以及各种元件库等。由于制定了EDA工业标准，采用统一的数据管理技术，因而能够将各个工具集成为一个CAE系统。我们所熟悉的orCAD和Protel早期的版本是这一阶段中两种典型的设计工具。1.1EDA技术的发展及技术特色许钢9/8/20215《VHDL语言与数字逻辑电路设计》第1讲EDA基础

5、ESDA（ElectronicSystemDesignAutomation：电子系统设计自动化）是EDA发展的高级阶段（90年代以来）过去传统的电子系统产品的设计方法是采用自底而上（Bottom-up）的方式，设计者先对系统结构分块，然后直接对每一块进行电路级的设计，最后把块与块组合成一个完整的系统。这种设计方式设计周期长，因为设计者不能预测下一阶段可能出现的问题，而且每一阶段是否存在问题，往往在系统整机调试时才能发现，到那时一般也很难通过局部电路的调整使整个系统达到既定的功能和指标，很难确保设计一次成功，有时可能要重新设计。1.1EDA技术的发展

6、及技术特色许钢9/8/20216《VHDL语言与数字逻辑电路设计》第1讲EDA基础ESDA在设计方式方面:①、采用并行工程（ConcurrentEngineering）的设计方式，这种设计方式的核心是在设计阶段就对设计对象（产品）具有全面的可预见性，它要求设计者从一开始就要考虑所设计产品的质量、成本、开发周期、用户需求和市场占有周期等综合因素。1.1EDA技术的发展及技术特色许钢9/8/20217《VHDL语言与数字逻辑电路设计》第1讲EDA基础ESDA在设计方式方面:②、采用自顶而下(Top-Down）层次化的设计方式，设计者从系统总体入手，进行

7、系统的行为或功能的划分、描述和验证。这时设计已不再受通用器件的限制，设计者的精力主要集中在对所开发电子产品的准确定义上，现在普遍采用高级语言对系统进行描述和定义，如VHDL语言（Very-High-Speed-ICHardwareDescriptionLanguage：超高速集成电路硬件描述语言），然后由EDA系统去完成电子产品的系统级至物理级的设计，并进行系统级的仿真和综合。以上两种设计方式使设计者始终可以在系统层次上把握设计的全过程，这一点对ASIC的设计尤为重要。1.1EDA技术的发展及技术特色许钢9/8/20218《VHDL语言与数字逻辑电

8、路设计》第1讲EDA基础一、可编程逻辑器件（PLD）的分类常见的PLD有PROM、PAL、GAL、PLA等。目前对PLD的