四位加法器设计EDA课程设计

1、四位加法器设计姓 名：学 号：专 业： 电子信息工程 班 级：指导教师：2012年11月 08日 目录1、 摘要.32、 eda简介33、 设计目的44、 设计要求4五、 设计实现过程5六、心得体会9七、参考文献101、 摘要 本文主要介绍了关于eda技术的基本概念及应用，eda设计使用的软件quartus7.2的基本操作及使用方法，以altera公司的quartus7.2为工具软件，采用层次画原理图输入法四位加法器的设计及仿真过程。二、eda简介 eda技术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、信息处理及智能化技术的最新成果，进行电子产品的自动设计。20世纪90年代，国际上

2、电子和计算机技术较先进的国家，一直在积极探索新的电子电路设计方法，并在设计方法、工具等方面进行了彻底的变革，取得了巨大成功。在电子技术设计领域，可编程逻辑器件（如cpld、fpga）的应用，已得到广泛的普及，这些器件为数字系统的设计带来了极大的灵活性。这些器件可以通过软件编程而对其硬件结构和工作方式进行重构，从而使得硬件的设计可以如同软件设计那样方便快捷。这一切极大地改变了传统的数字系统设计方法、设计过程和设计观念，促进了eda技术的迅速发展。 eda技术就是以计算机为工具，设计者在eda软件平台上，用硬件描述语言vhdl完成设计文件，然后由计算机自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布

3、局、布线和仿真，直至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。eda技术的出现，极大地提高了电路设计的效率和可操作性，减轻了设计者的劳动强度。利用eda工具，电子设计师可以从概念、算法、协议等开始设计电子系统，大量工作可以通过计算机完成，并可以将电子产品从电路设计、性能分析到设计出ic版图或pcb版图的整个过程的计算机上自动处理完成。 现在对eda的概念或范畴用得很宽。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的应用。目前eda技术已在各大公司、企事业单位和科研教学部门广泛使用。例如在飞机制造过程中，从设计、性能测试及特性分析直到飞行模拟，

4、都可能涉及到eda技术。本文所指的eda技术，主要针对电子电路设计、pcb设计和ic设计。三、 设计目的 1、熟练使用verilog hdl语言在quartus软件平台上编写程序，完成编译工作。2、 利用原理图和硬件描述语言进行电路设计的基本方法，培养数字电子系统的能力，为以后从事有关电子系统方面的设计和研究开发工作打下基础。四、 设计要求1、用verilog hdl语言在quartus软件平台上编写程序设计一个四位加法器。2、实验前，仔细阅读本实验指导书的相关内容，明确实验目的和内容；名屈辱实验原理和步骤。3、复习与实验内容有关的理论知识；预习仪器设备的使用方法、操作规程及注意事项五、 四位

5、加法器的设计实现过程 1、进入quartus主界面，单击new project wizard;introduction开始进行文件的保存设计，然后再点击file/new/vhdl file进入软件的编程主页进行编程，程序如下四位加法器程序；module add_4 ( input 3:0a, input 3:0b, input cin, output 3:0 s, output co );wire 3:0c_tmp; wire 3:0g; wire 3:0p;assign co = c_tmp3;assign g0 = a0 & b0,g1 = a1 & b1,g2 = a2 & b2,g3

6、= a3 & b3;assign p0 = a0 | b0,p1 = a1 | b1,p2 = a2 | b2,p3 = a3 | b3;assign c_tmp0 = g0 | ( p0 & cin ),c_tmp1 = g1 | ( p1 & g0) | ( p1 & p0 & cin),c_tmp2 = g2 | ( p2 & g1) | ( p2 & p1 & g0) | ( p2 & p1 & p0 & cin),c_tmp3 = g3 | ( p3 & g2) | ( p3 & p2 & g1) | ( p3 & p2 & p1 & g0) | ( p3 & p2 & p1 & p

7、0 & cin);assign s3:0 = a3:0 b3:0 c_tmp2:0,cin;endmodule 根据程序点击tools 中netlist viewers 接着是rtl viewer，出来如图1所示rtl原理图。 图1 四位加法器rtl原理图2、 功能仿真设计文件仿真，也称为模拟(simulation)；是对电路设计的一种间接的检测方法。对电路设计的逻辑行为和功能进行模拟检测，可以获得许多设计错误及改进方面的信息。对于大型系统的设计，能进行可靠、快速、全面的仿真尤为重要。（1） 建立波形文件进行仿真时需要先建立仿真文件。在quartusii环境执行file的new命令，再选择弹出

8、如下图的对话框中的vector waveform file项，波形编辑窗口图2所示即被打开。 图 2 （2） 输入信号节点 选择菜单 viewutility windows node finder ，在filter框中选择pins：all，再单击list按钮，即在下面的nodes found框中国i不过出现本设计的项目所有输入输出和近位，并全部拖到波形编辑窗口。（3）波形文件存盘以“xxxvwf”(注意后缀是vwf)为文件名，存在自己建立的工程目录dxxx内。在波形文件存盘时，系统将本设计电路的波形文件名自动设置为“xxx.vwf”，因此可以直接单击确定按钮。（4）进行仿真波形文件存盘后，执行

9、仿真器“simulator”命令，单击弹出的“仿真开始”对话框中的“start”按钮，即完成仿真，可通过观察仿真波形进行设计电路的功能验证。仿真如下图3： 图3、仿真前3、再点击运行、保存，再点击processing/start simulation进行仿真，结果如下所示： 图4、仿真后六、 心得体会 通过本课程设计，自己学会了很多，以前只是完全按照书上的模式来连接电路图，现在学会了如何自己动手去构造实验原理图，并且大致能解决实验过程中出现的一些基本问题。 在设计的过程中，我们总是不能出现正确的结果，后来和同学讨论才找出了原因，是我们的原理图画错了造成的。在设计的过程中，遇到了困难的问题就和同

10、学讨论，这样可以解决很多问题。经过这次的设计，让我们对quartus更加深入的了解及深层次的研究，对各模块及功能的更加的熟悉。同时，加深了对数字系统设计这门学科的认识。七、 参考文献1、 david a.hodge.analysis and design of digital integratedcircuits in deep submicron technology.thrid edition,清华大写出版社，2006年。2、 王金明.数字系统设计与verilog hdl，电子工业出版社，2011年。3、 mmichael john sebastian smith,专用集成电路，电子工业出版社，2004年4、 阎石，数字电子技术基础，高等教育出版社，2006年。 课程设计评分表学生姓名： 学号： 课程设计题目：四位加法器项目内容满分实 评选题能结合所学课程知识、有一定的能力训练。符合选题要求（5人一题）10工作量适中，难易度合理10能力水平能熟练应用所学知识，有一定查阅文献及运用文献资料能力10理论依据充分，数据准确，公式推导正确10能应用计算机软件进行编程、资料搜集录入、加工、排版、制图等10能体现创造性思维，或有独特见解10成果质量总体设计正确、合