数字系统设计—基于eda技术的多功能数字钟

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1、题目：数字系统设计基于EDA技术的多功能数字钟28/29数字系统设计—基于EDA技术的多功能数字钟目录第1章EDA技术与数字系统设计21.1引言21.2EDA技术及其发展21.2.1EDA简介21.2.2EDA的设计流程31.2.3EDA技术的应用31.2.4EDA技术的发展前景41.3常用的EDA开发工具51.3.1集成的CPLD/FPGA开发工具61.3.2HDL逻辑综合软件71.3.3HDL仿真软件8第2章多功能数字中的设计132.1课题要求132.2课题分析132.3功能实现142.3.1秒计时模块152.

2、3.2分计时模块172.3.3小时计时模块182.3.4校时校分模块202.3.5整点报时模块212.3.6时段控制模块222.3.7连接各模块222.4下载模块242.5总结报告27参考文献2828/29第一章EDA技术与数字系统设计1.1引言计算机技术和微电子工艺的发展，使得现代数字系统的设计和应用进入了新的阶段。EDA技术在数字系统设计中的作用越来越重要，FPGA器件的更新换代也非常快，新的工具和新的设计方法不断推出，可编程逻辑器件不断增加新的模块，功能越来越强，硬件设计语言也顺应形势，推出新的标准，更加好用

3、，更加便捷。从应用领域来看，EDA技术已经渗透到各行各业，如上文所说，包括在机械、电子、通信、航空航天、化工、矿产、生物、医学、军事等各个领域，都有EDA有应用。另外，EDA软件的功能日益强大，原来功能比较单一的软件，现在增加了很多新用途。如AutoCAD软件可用于机械及建筑设计，也扩展到建筑装璜及各类效果图，汽车和飞机的模型、电影特技等领域。1.2EDA技术及其发展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（

4、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。 1.2.1EDA简介EDA是指以计算机为工作平台，融合了应用电子技术、计算机技术、智能化技术的最新成果而开发出的电子CAD通用软件包，它根据硬件描述语言HDL完成的设计文件，自动完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局布线及仿真，直至完成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。目前EDA主要辅助进行三个方面的设计工作：IC设计、电子电路设计和PCB设计。没有EDA技术的支持，想要完成超大规模集成电路的设计制造是不可想象的

5、；反过来，生产制造技术的不断进步又必将对EDA技术提出新的要求。28/291.2.2EDA的设计流程 1、文本/原理图编辑与修改。首先利用EDA工具的文本或图形编辑器将设计者的设计意图用文本（ABEL-HDL程序）或图形方式（原理图或状态图）表达出来。2、编译。完成设计描述后即可通过编译器进行排错编译，变成特定的文本格式，为下一步的综合做准备。3、综合。这是将软件设计与硬件的可实现性挂钩，是将软件转化为硬件电路的关键步骤。综合后HDL综合器可生成ENIF、XNF或VHDL等格式的网表文件，他们从门级开始描述了最基本

6、的门电路结构。4、行为仿真和功能仿真。利用产生的网表文件进行功能仿真，以便了解设计描述与设计意图的一致性。（该步骤可以略去）5、适配。利用FPGA/CPLD布局布线适配器将综合后的网表文件针对某一具体目标器件进行逻辑映射操作，其中包括底层器件配置、逻辑分割、逻辑优化、布局布线。该操作完成后，EDA软件将产生针对此项设计的适配报告和JED下载文件等多项结果。适配报告指明了芯片内资源的分配与利用、引脚锁定、设计的布尔方程描述情况。6、功能仿真和时序仿真。该不妨真实接近真实器件运行的方针，仿真过程已将器件的硬件特性考虑进

7、去了，因此仿真精度要高的多。7、下载。如果以上的所有过程都没有发现问题，就可以将适配器产生的下载文件通过FPGA/CPLD下载电缆载入目标芯片FPGA或CPLD中。8、硬件仿真与测试。1.2.3EDA技术的应用EDA在教学、科研、产品设计与制造等各方面都发挥着巨大的作用。在教学方面，几乎所有理工科（特别是电子信息）类的高校都开设了EDA课程。主要是让学生了解EDA的基本概念和基本原理、掌握用HDL语言编写规范、掌握逻辑综合的理论和算法、使用EDA工具进行电子电路课程的实验并从事简单系统的设计。一般学习电路仿真工具（

8、如EWB、PSPICE）和PLD开发工具（如Altera/Xilinx的器件结构及开发系统），为今后工作打下基础。科研方面主要利用电路仿真工具（EWB或PSPICE）进行电路设计与仿真；利用虚拟仪器进行产品测试；将CPLD/FPGA器件实际应用到仪器设备中；从事PCB设计和ASIC设计等。28/29在产品设计与制造方面，包括前期的计算机仿真，产品开发中的ED