eda实验讲义(201109)

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1、EDA技术实验讲义　　　　　　　　　　　　　　　　　　-43-前言近些年来，电子设计自动化（EDA）技术发展迅速。一方面，各种大容量、高性能、低功耗的可编程逻辑器件不断推出，使得专用集成电路（ASIC）的生产商感受到空前的竞争压力。另一方面，出现了许多EDA设计辅助工具，这些工具大大提高了新型集成电路的设计效率，使更低成本、更短周期的复杂数字系统开发成为可能。于是一场ASIC与FPGA/CPLD之争在所难免。然而PLD器件具有先天的竞争优势，那就是可以反复编程，在线调试。EDA技术正是这场较量的推动引擎之一。一般来说，EDA技术就是以计算机为平台，以EDA软件工具为开发环

2、境，以HDL为设计语言，以可编程器件为载体，以ASIC、SOC芯片为目标器件，以电子系统设计为应用方向的电子产品自动化设计过程。设计者只需编写硬件描述语言代码，然后选择目标器件，在集成开发环境里进行编译，仿真，综合，最后在线下载调试。整个过程，大部分工作由EDA软件完成。全球许多著名的可编程器件提供商都推出了自己的集成开发工具软件，如Altera公司的MAX+PLUSⅡ、QuartusⅡ软件；Xilinx公司的Foundation、ISE软件，Lattice公司的ispExpert软件，Actel公司的Libero软件等。这些软件的推出，极大地促进了集算法设计、芯片编程、

3、电路板设计于一体的EDA技术的发展。另外，在以SOC芯片为目标器件的电子系统设计要求下，可编程器件的内部开始集成高速的处理器硬核、处理器软核、DSP模块、大量的存储资源、高速的串行收发模块、系统时钟管理器、多标准的I/O接口模块，亦使得设计者更加得心应手，新一轮的数字革命由此引发。EDA技术是一门实践性很强的学科，要培养出具有竞争力的一流IC设计人才，动手能力是关键。只有通过理论学习，加上现场实验，在使用软件编程加硬件调试的过程中真正获得锻炼，增长技能。物理与电子信息工程系电子工程教研室EDA技术实验讲义　　　　　　　　　　　　　　　　　　-43-目录第一章GW48EDA

4、/SOPC实验系统概要说明3第二章QuartusII简明操作指南20实验一　组合逻辑电路的设计24实验二　时序电路的设计及显示26实验三　4位十进制频率计31实验四　EDA技术设计性实验-数字钟的设计33实验五　EDA技术设计性实验-LCD菜单字符显示34实验六EDA技术设计性实验-函数信号发生器36附录：用单片机控制字符型液晶显示模块38物理与电子信息工程系电子工程教研室EDA技术实验讲义　　　　　　　　　　　　　　　　　　-43-第一章GW48EDA/SOPC实验系统概要说明第一节GW48教学实验系统原理与使用介绍一、GW48系统使用注意事项a：闲置不用GW48EDA

5、/SOC系统时，关闭电源，拔下电源插头！！！b：在实验中，当选中某种模式后，要按一下右侧的复位键，以使系统进入该结构模式工作。注意此复位键仅对实验系统的监控模块复位，而对目标器件FPGA没有影响，FPGA本身没有复位的概念，上电后即工作，在没有配置前，FPGA的IO口是随机的，故可以从数码管上看到随机闪动，配置后的IO口才会有确定的输出电平。c：换目标芯片时要特别注意，不要插反或插错，也不要带电插拔，确信插对后才能开电源。其它接口都可带电插拔（尽可能不要随意插拔适配板，及实验系统上的其他芯片）。d：未用到+-12V电源时，请务必把右上角的开关关闭，指示灯亮时开，不亮是关。

6、二、GW48系统主板结构与使用方法GW48-PK2实验系统的结构如图1-1所示，其基本结构是GW48-PK2实验系统加适配板（图1-2）的结构，其中GW48-PK2实验系统与GWA1C6A型适配板间的联接方式采用“多任务重配置”。该系统的实验电路结构是可控的。即可通过控制“模式选择”键，使之改变连接方式以适应不同的实验需要。因而，从物理结构上看，实验板的电路结构是固定的，但其内部的信息流在主控器的控制下，电路结构将发生变化。图1-1GW48-PK2实验系统的结构图物理与电子信息工程系电子工程教研室EDA技术实验讲义　　　　　　　　　　　　　　　　　　-43-图1-2GWA

7、1C6A适配板“模式选择”键：按动该键能使实验板产生12种不同的实验电路结构。这些结构如第二节的13张实验电路结构图所示。例如选择了“NO.3”图，须按动系统板上的“模式选择”键，直至数码管“模式指示”显示“3”，于是系统即进入了NO.3图所示的实验电路结构。GW48-PK2实验系统与GWA1C6A型适配板间的联接引脚接口如图1-3，图1-3GW48-PK2实验系统与GWA1C6A型适配板间的联接引脚接口图接口引脚与目标芯片之间的引脚对应关系如表1-1.表1-1GW48-PK2实验系统与GWA1C6A型适配板间引脚对应关系表结