《EDA技术概论》PPT课件.ppt

EDA应用技术,学时：4课时/周主讲：贾俊霞,重庆科创职业学院机械与电子工程学院,电子工程师的梦想,告诉机器我想设计新产品的功能要求，机器自动完成所有的设计图纸、源代码、制造成模具。,我的看法：,一门设计型综合课程起点低，易上手，难精通通向硬件设计工程师的必修课大胆发挥你的想象力，做你想做的设计,祝同学们学习愉快收获多多！,CompanyLogo,一、现代电子系统的设计方法,无论是现代高精尖电子设备如雷达、软件无线电电台等，还是为我们所熟悉的微机、手机、VCD等现代电子装置，其核心构成都是数字电子系统。随着微电子技术和计算机技术的发展，集成电路不断更新换代，出现了现场可编程逻辑器件，数字电子系统的设计方法和设计手段也发生了很大的变化。,CompanyLogo,特别是进入20世纪90年代以后，EDA(电子设计自动化)技术的发展和普及给电子系统的设计带来了革命性的变化，并已渗透到电子系统设计的各个领域。,传统的数字系统设计只能对电路板进行设计，把所需的具有固定功能的标准集成电路像积木块一样堆积于电路板上，通过设计电路板来实现系统功能。,CompanyLogo,现代数字系统的设计一般采用自顶向下、由粗到细、逐步求精的方法。自顶向下是指将数字系统的整体逐步分解为各个子系统和模块，若子系统规模较大，则还需将子系统进一步分解为更小的子系统和模块，层层分解，直至整个系统中各子系统关系合理，并便于逻辑电路级的设计和实现为止。,采用该方法设计时，高层设计进行功能和接口描述，说明模块的功能和接口，模块功能的更详细的描述在下一设计层次说明，最底层的设计才涉及具体的寄存器和逻辑门电路等实现方式的描述。,CompanyLogo,利用EDA工具，采用可编程器件，通过设计芯片来实现系统功能，这样不仅可以通过芯片设计实现多种数字逻辑系统功能，而且由于管脚定义的灵活性，大大减轻了电路图设计和电路板设计的工作量和难度，从而有效地增强了设计的灵活性，提高了工作效率；同时基于芯片的设计可以减少芯片的数量，缩小系统体积，降低能源消耗，提高系统的性能和可靠性。,CompanyLogo,这种基于芯片的设计方法正在成为现代电子系统设计的主流。现在，只要拥有一台计算机、一套相应的EDA软件和空白的可编程逻辑器件芯片，在实验室里就可以完成数字系统的设计和生产。当今的数字系统设计已经离不开可编程逻辑器件和EDA设计工具。,CompanyLogo,二、EDA技术的涵义,什么是EDA？ElectronicDesignAutomation电子设计自动化,CompanyLogo,EDA的广义涵义,1、半导体工艺设计自动化2、可编程器件设计自动化3、电子系统设计自动化4、印刷电路板设计自动化5、仿真与测试、故障诊断自动化6、形式验证自动化,CompanyLogo,EDA的狭义涵义,EDA技术，就是以大规模可编程逻辑器件为设计载体，以硬件描述语言为系统逻辑描述的主要表达方式，以计算机、大规模可编程逻辑器件的开发软件及实验开发系统为设计工具，自动完成用软件的方式描述的电子系统到硬件系统的逻辑编译、逻辑化简、逻辑分割、逻辑综合及优化、逻辑布局布线、逻辑仿真，直至完成对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射、编程下载等工作，最终形成集成电子系统或专用集成芯片的一门多学科融合的新技术。,CompanyLogo,三、EDA技术的发展历程,ESDA电子系统设计自动化,CompanyLogo,四、EDA技术的主要内容,大规模可编程逻辑器件；硬件描述语言；软件开发工具；实验开发系统。,CompanyLogo,1、大规模可编程逻辑器件,FPGA-FieldProgrammableGateArray（现场可编程门阵列）CPLD-ComplexProgrammableLogicDevice（复杂可编程逻辑器件）,CompanyLogo,CompanyLogo,2、硬件描述语言VHDL,VHDLVHSICHardwareDescriptionLanguage(VHSIC:VeryHighSpeedIntegratedCircuit)HDL:HardwareDescriptionLanguage硬件描述语言,CompanyLogo,LIBRARYIEEE;USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USEIEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITYCNT4ISPORT(CLK:INBIT;Q:OUTSTD_LOGIC_VECTOR(3DOWNTO0);ENDCNT4;ARCHITECTUREbhvOFCNT4ISSIGNALTMP:STD_LOGIC_VECTOR(3DOWNTO0);BEGINPROCESS(CLK)BEGINIFCLKEVENTANDCLK=1THENTMP=TMP+1;ENDIF;ENDPROCESS;Q=TMP;ENDbhv;,CompanyLogo,3、软件开发工具,(1)、ALTERA：QuartusII、MAX+PlusII,(2)、LATTICE：IispLever,(3)、XILINX：ISE,CompanyLogo,CompanyLogo,4、实验开发系统,提供芯片下载电路及EDA实验/开发的外围资源(类似于用于单片机开发的仿真器)，供硬件验证用。一般包括：实验或开发所需的各类基本信号发生模块，包括时钟、脉冲、高低电平等；FPGA/CPLD输出信息显示模块，包括数码显示、发光管显示、声响指示等；监控程序模块，提供“电路重构软配置”；目标芯片适配座以及上面的FPGA/CPLD目标芯片和编程下载电路。,CompanyLogo,CompanyLogo,五、学习目的,了解一类器件掌握一门设计语言熟悉一种设计工具,CompanyLogo,六、网络资源,（中国电子网）(水木清华BBS：),CompanyLogo,七、相关专业名词,EDA：ElectronicsDesignAutomation（电子设计自动化）PROM：Progammablereadonlymemory（可编程只读存储器）PLA：ProgammableLogicArray（可编程逻辑阵列）PAL：ProgammableArrayLogic（可编程阵列逻辑）GAL：GenericArrayLogic（通用阵列逻辑）,CompanyLogo,PLD：ProgammableLogicDevice（可编程逻辑器件）CPLD：ComplexProgammableLogicDevice（复杂可编程逻辑器件）FPGA：FieldProgammableGateArray（现场可编程逻辑门阵列）ASIC：ApplicationSpecificIntergratedCircuit（专用集成电路）,CompanyLogo,IP核：IntellectualProperty（知识产权核）SOC：SystemOnChip（片上系统集成）SOPC:System