数字系统仿真vhdl设计第一、二章-EDA与PLD

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1、数字系统仿真VHDL设计陈颖琪第1章EDA技术概述第1章EDA技术概述1.1EDA技术及其发展概况1.2EDA技术的基本特征和设计工具1.3EDA技术的的实现目标和设计流程1.4硬件描述语言（HardwareDescriptionLanguage）概述1.5EDA技术和ASIC设计1.6EDA技术的发展趋势第1章EDA技术概述1.1EDA技术及其发展概况ElectronicDesignAutomation：电子设计自动化是一整套电子系统设计软件工具，由CAD，CAM，CAT，CAE发展而来是电子CAD通用软件包，以计算机为平台，融合应用电子技术，计算机技术，智能化技术可

2、辅助进行：集成电路（IC）设计电子电路设计PCB设计与微电子技术、计算机技术、设计工艺同步发展。EDA软件-开发环境计算机-开发工具器件FPGA/CPLD-硬件载体硬件描述语言-表达设计意图EDA技术的发展阶段20世纪70~80年代CAD阶段孤立的程序，计算机运行速度，存储量，图形功能限制逻辑仿真、印刷电路板（PCB）、IC版图编辑，CAD概念产生。计算，绘图速度受限，程序间数据无统一格式，传输交换不便。20世纪80年代后期EDA发展的中级阶段计算机辅助工程（CAE）阶段。电路仿真，IC布图，IC版图参数提取，PCB布图检验，设计文档制作。与初期比，简单的图形编辑+电路

3、功能设计和图形设计通过电气功能网表将两者联系在一起，实现工程设计。EDA技术的发展20世纪90年代以后是设计自动化EDA阶段电子系统：朝着多功能、高速度、智能化的方向发展，要求IC设计短时间内高效完成；集成度的提高，使复杂电子系统可在一个集成电路芯片上实现，要求EDA技术从电子系统的功能和行为描述开始，综合设计出逻辑电路，并自动地映射到可供生产的IC版图。这一高级设计技术让EDA真正进入了自动化时代。进入21世纪后，EDA技术开始进如一个崭新的时代，突出表现在以下几个方面：EDA技术的发展1、电子技术各个领域全面融入EDA技术，除了数字电子技术之外，传统电路系统设计建模

4、理念发生重大变化：软件无线电技术、硬件描述语言的表达和设计标准化、可编程器件的出现，数字信号处理和图像处理的全硬件实现方案的推出，软硬件技术的进一步融合等等。2、IP（IntellectualProperty知识产权）核得到广泛应用，基于IP核的SOC（SystemonChip片上系统）技术日趋成熟，电子设计的知识产权得到表达和确认。3、FPGA实现DSP成为可能，使得基于FPGA的高速数字信号技术得以实现4、嵌入式微处理器软核推出，FPGA、CPLD的规模越来越大，让SOPC（可编程片上系统）技术进入大规模应用，在一片FPGA上实现完备的DSP系统成为可能。5、在仿真

5、和设计两方面支持HDL（硬件描述语言）的EDA软件不断推出，系统级，行为级HDL让复杂的电子系统设计和验证趋于简单。6、EDA技术加快了电子设计领域各学科之间的渗透和融合：模拟数字，软件硬件，系统器件，ASIC/FPGA，行为与结构，标准单元库/IP核EDA技术的基本特征1.2EDA技术的基本特征和设计工具1.2.1基本特征1、硬件描述语言设计输入2、“自顶而下”设计方法3、逻辑综合和优化4、开放性和标准化5、库（Library）EDA设计工具1.2.2EDA设计工具1、设计输入工具（编辑器）文字编辑器：数字电路VHDL，Verilog，模拟电路SPICE图形编辑器：版

6、图几何图形，硬件系统方框图，原理图典型的原理图输入工具至少应该包括以下三个方面：（1）基本单元符号库：图形符号和仿真模型（2）原理图编辑的编辑功能（3）产生网表的功能2、设计仿真工具（仿真器）模拟器3、检查/分析工具版图，逻辑连接，时序分析CadenceEDA设计工具4、优化/综合工具高层次-〉低层次，行为-〉结构Synopsys：DC5、布局和布线工具（适配器）针对具体器件6、下载工具（编程器）将设计适配后输出的文件下载到PLD器件，实现硬件7、PCB设计工具Protel8、模拟电路仿真工具SPICEEDA设计工具一些IC前端设计工具（1）代码输入：语言输入：Summ

7、itVisualHDLSummitReniorMentor图形输入：composerCandenceViewlogicViewdraw（2）电路仿真：数字电路仿真Verilog：VCSSynopsysVerilog—XLCandencemodle-simMentorVhdl：VSSSynopsysNC—vhdlCandencemodle-simMentor模拟电路仿真HsipceSynopsysSpectreSimulator，PspiceCadenceSmartSpiceSilvaco（3）逻辑综合：DCExpertSynopsysBu