第2章Verilog硬件描述语言概述已排ppt课件.ppt

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1、第2章Verilog硬件描述语言概述硬件描述语言和数字系统设计2.1复杂数字系统设计方法2.2硬件描述语言Verilog简介2.3集成电路设计流程2.4以反相器为例说明数字电路的设计、制造流程主要内容：22.1复杂数字系统设计方法知识点：2.1.1什么是复杂数字系统设计？2.1.2为什么要进行复杂数字系统设计?2.1.3怎样进行复杂数字系统设计？32.1.1什么是复杂数字系统设计？嵌入式微处理机系统数字信号处理系统高速并行计算逻辑高速通信协议电路高速编码/解码、加密/解密电路复杂的多功能智能接口门逻辑总数超过几万

2、门达到几百甚至达几千万门的数字系统4几个常见数字逻辑系统基本概念数字信号处理计算（Computing）算法和数据结构编程语言和程序体系结构硬件逻辑5数字信号处理的基本概念现代电子系统设备中广泛使用了数字信号处理、专用集成电路。数字信号处理就是用于数字信号传输中所必需的滤波、变换、加密、解密、编码、解码、纠检错、压缩、解压缩等操作。处理工作从本质上说都是数学运算。完全可以用计算机或微处理器来完成处理工作。6算法和数据结构的基本概念数据结构就是解决特定问题的相应的模型。算法就是解决特定问题的有序步骤。7编程语言和程序

3、的基本概念编程语言：程序员利用一种由专家设计的既可以被人理解，也可以被计算机解释的语言来表示算法问题的求解过程。这种语言就是编程语言。程序：由编程语言所表达的算法问题的求解过程就是。常用的编程语言：C、Pascal、Fortran、Basic或汇编语言。8计算机体系结构和硬件逻辑的基本概念计算机体系结构：是一门讨论和研究通用的计算机中央处理器如何提高运算速度性能的学问。硬件逻辑：由与门、或门、非门、触发器、多路器等基本逻辑部件造成的逻辑系统。9数字信号处理系统的分类非实时系统：信号处理的工作是可以事后进行。实时系

4、统：信号处理的工作必须在规定的很短的时间内完成。10实时数字信号处理系统实现中存在的技术难点算法问题：研究并行快速算法。电路实现问题：设计并研制具有并行结构的数字和计算逻辑结构和相应的接口逻辑。11AnSoCSolutionforComputereDRAMSOCsolutionprovidehighmemorybandwidth/lowpowerconsumptionLCDCRTMouse/Kbd,othersServer/WebAC’97Codec,AmpBootROMDSPCPU16MBor32MBeDRAM

5、2DGraphicsAcceleratorDisplayControllerUSB2.0HostControllerAudioController10/100EthernetMACFlashI/F122.1.1练习-常见公司数字IC设计招聘题目1.你知道的集成电路设计的表达方式有哪几种？（仕兰微）13练习:答案电路实现的两个方向：FPGA/cPLD;ASIC:专用集成电路.ApplicationSpecificIntegratedCircuitASICVender：芯片制造商，开发并提供单元库14单片机、DSP、

6、FPGA、ASIC设计的区别与联系单片机：MPUMCU微处理器将CPU和其他接口电路集成在一个芯片中冯·诺依曼(Von-Neuman)结构，指令、程序和数据统一编址单片机的内部结构一般包括：ALU、寄存器、存储器(ROM和RAM)、I／O端口、定时器／计数器和中断系统DSP：一种具有特殊结构的微处理器。内部采用程序和数据分开的哈佛结构，具有专门的硬件乘法器，广泛采用流水线操作，提供特殊的DSP指令，可用来快速地实现各种数字信号处理算法。DSP具有快速的指令周期特点FPGA：基于半定制门阵列的设计思想，可编程逻辑块

7、、可编程I／O模块、可编程内部连线ASIC：全定制CMOS、BiCMOS工艺152.1.2为什么要研究复杂的数字逻辑系统？随着半导体工艺的发展，IC的集成度越来越高，越来越复杂。70年代，单片IC包含的晶体管一般在几十万以内，称为中规模集成电路时代；80～90年代，单个芯片包含的晶体管数量跃升到百万甚至千万，被称为大规模和超大规模集成电路时代，也就是我们耳熟能详的VLSI时代。跨入21世纪,系统芯片SoC成为主流，PentiumIV、Playstation、手机基带电路成为市场新的霸主,单片的集成度已经到了亿级的

8、规模。16工艺的精细度也越来越高进展到亚微米工艺，从亚微米工艺进展到深亚微米工艺，如：.6um，.5um，.35um，.25um，.18um，.13um，目前已经进入了纳米工艺时代，如90nm，65nm，45nm。工艺进步导致了线负载延时越来越大，串扰的影响越来越突出，漏电流、电势降和电迁移也成为越来越突出的问题。17IC设计策略和设计方法也在快速的发展从设计策略来看，面