集成电路设计硬件描述语言

1,集成电路设计硬件描述语言,2,第一章EDA技术与硬件描述语言,一数字系统设计数字技术的发展和集成电路技术密不可分，数字系统设计随着集成电路技术的发展产生了巨大变化,3,1传统硬件设计方法步骤（1）根据系统对硬件要求，合理划分功能模块（2）对各个功能模块进行详细设计，画出电路原理图（选择合适器件再进行设计）（3）各模块调试（4）各模块硬件电路连接起来整体调试,4,2传统硬件设计方法缺点设计中采用布尔方程或门级描述方式，难以有效完成设计，特别对于大规模集成电路来说，采用布尔方程或门级描述，需要花费大量人力。模拟调试通常在硬件电路设计后期进行，一旦发现不符合要求，必须重新设计（可能是全部否定），设计周期增加。设计完成后主要文件是电路原理图，如规模较大，阅读修改不便。,5,二EDA技术及其发展第一代20世纪70年代中小规模二维平面图形计算机辅助设计，解脱复杂机械的版图设计第二代80年代核心是计算机仿真和自动布局布线，主要应用软件有数字、模拟电路分析、印刷电路板、现场可编程门阵列布局布线，分为设计分析生产测试多个软件包。不能进行系统级仿真与综合。如在产品开发后期发现错误，浪费大第三代90年代以高级语言描述、系统级仿真和综合为特点。设计者摆脱了大量辅助性工作，精力集中于“要设计什么”而不是“如何设计”，产品研制周期缩短，也促进了集成电路设计发展,6,三硬件描述语言VHDL历史所谓硬件描述语言（HDL）就是该语言可以描述硬件电路的功能，信号连接关系及定时关系。VHDL的英文全名是Very-High-SpeedIntegratedCircuitHardwareDescriptionLanguage,诞生于1982年。1987年底，VHDL被IEEE确认为标准硬件描述语言。IEEE公布了VHDL的标准版本，IEEE-1076（简称87版)1993年，IEEE对VHDL进行了修订，公布了新版本的VHDL，即IEEE标准的1076-1993版本，（简称93版）。最新版本IEEE1076-2002。,7,特点（1）VHDL具有很强的行为描述能力，可以从逻辑行为上描述和设计大规模电子系统（2）具有丰富的仿真语句和库函数，可以在大型系统设计的早期，就进行仿真（3）支持大规模设计的分解和已有设计的再利用（4）对于VHDL完成的一个确定的设计，可以利用EDA工具进行逻辑综合和优化，并自动地把VHDL描述的设计转变成门级网表(根据不同的实现芯片)（5）VHDL对设计的描述具有相对独立性，设计者可以不懂硬件的结构，也不必关心最终设计实现的目标器件是什么，而进行独立的设计。（6）由于VHDL具有类属描述语句和子程序调用等功能，对于已完成的设计，在不改变源程序的条件下，只需改变类属参量或函数，就能轻易地改变设计的规模和结构。,8,3VHDL进行设计的过程（1）集成电路设计的层次行为级描述输入输出响应、芯片实现算法寄存器级（RTL）基本单元为寄存器、计数器、多路选择器、算术逻辑单元等。描述基本单元的互连逻辑门级基本单元为逻辑门、触发器，常用布尔方程、卡诺图表示电路级基本单元为晶体管、电阻、电容等，常用电压电流的微分方程描述版图级几何图形及工艺规则,9,（2）VHDL设计过程,门级网表生成后，在完成最终器件硬件设计时，可以有两种选择。第一种转成ASIC芯片工艺，第二种是用CPLD/FPGA实现,10,PLD器件（可编程逻辑器件）PLAGALEPLDCPLD（复杂可编程门阵列）FPGA（现场可编程门阵列）主要厂商AlteraXilinxLatticeASIC和PLD器件比较FPGA器件中的新技术（硬拷贝、软核cpu）,11,常用EDA工具软件Synopsys（综合）Synplify（综合）Precision（综合）Cadenc