第一章 课程绪论与EDA概述

1、清华大学出版社 焦素敏焦素敏 主编主编 l第第1章章 EDA概述概述 l第第2章章 可编程逻辑器件可编程逻辑器件 l第第3章章 EDA设计流程与开发工具设计流程与开发工具 l 第第4章章 VHDL硬件描述语言硬件描述语言 返回返回 第第5 5章章 VHDLVHDL程序设计基础程序设计基础 返 回 EDA （Electronics Design Automation ） ，电子设计自动化电子设计自动化 技术是现代电子信息工程领域的一门新技术，是电子设计技技术是现代电子信息工程领域的一门新技术，是电子设计技 术和电子制造技术的核心，它是在先进的计算机工作平台上术和电子制造技术的核心，它是在先进的计

2、算机工作平台上 开发出来的一整套电子系统设计的软硬件工具，并提供了先开发出来的一整套电子系统设计的软硬件工具，并提供了先 进的电子系统设计方法。进的电子系统设计方法。 一、教学目的与地位一、教学目的与地位 *目的：目的：掌握掌握EDA技术的理论知识、设计方法和技能，应用技术的理论知识、设计方法和技能，应用 EDA技术完成电子设计，实现电路功能。技术完成电子设计，实现电路功能。 *地位：地位：应用性很强的主干技术基础课程，计划应用性很强的主干技术基础课程，计划40学时，其中学时，其中 实验与综合实践学时实验与综合实践学时14学时，前续课为模拟与数字电子技术。学时，前续课为模拟与数字电子技术。 进

3、行课程设计、毕业设计和参加工作所必需的电子设计基本进行课程设计、毕业设计和参加工作所必需的电子设计基本 理论知识、方法与必备的基本能力和技能。理论知识、方法与必备的基本能力和技能。 l二、教学基本要求教学基本要求 可编程器件（模拟和数字）、可编程器件（模拟和数字）、EDA开发系统软件、开发系统软件、 硬件描述语言（三要素）和电子线路设计（传统硬件描述语言（三要素）和电子线路设计（传统 与现代）与技能训练。与现代）与技能训练。 考核方法考核方法 l课程考试实行平时成绩、期末理论考试和实践操作考课程考试实行平时成绩、期末理论考试和实践操作考 试相结合试相结合“三位一体三位一体”的方式。的方式。 l

4、具体实施具体实施 传统设计与由传统设计与由EDAEDA技术实现的电子设计技术实现的电子设计实物对比实物对比 返回返回 l1. EDA的定义的定义 EDAEDA是电子设计自动化是电子设计自动化(Electronic Design (Electronic Design Automation)Automation)的缩写，是从的缩写，是从CADCAD、CAMCAM、CATCAT、CAECAE 的概念发展而来的。的概念发展而来的。 EDAEDA技术就是以计算机为基本工作平台，以硬件技术就是以计算机为基本工作平台，以硬件 描述语言为系统逻辑描述的主要表达方式，以描述语言为系统逻辑描述的主要表达方式，以

5、EDAEDA工具软件为开发环境，以大规模可编程逻辑工具软件为开发环境，以大规模可编程逻辑 器件为设计载体，以专用集成电路器件为设计载体，以专用集成电路ASICASIC、单片电、单片电 子系统子系统SOCSOC（System On a Chip）芯片为目标器件，芯片为目标器件， 以电子系统设计为应用方向的电子产品自动化设以电子系统设计为应用方向的电子产品自动化设 计过程计过程 返回返回 CADCAD阶段（阶段（Computer Aided DesignComputer Aided Design，2020世纪世纪7070年年 代代8080年代中期）：设计、分析、生产、测试等多年代中期）：设计、分析

6、、生产、测试等多 个独立的软件包。个独立的软件包。 CAECAE阶段（阶段（ Computer Aided EngineeringComputer Aided Engineering，8080年代年代 中期中期 9090年代初期）：各种设计工具以及各种单元年代初期）：各种设计工具以及各种单元 库均已齐全；统一数据管理技术；仿真能力加强；库均已齐全；统一数据管理技术；仿真能力加强； 大规模大规模RAMRAM、ROMROM及及GALGAL、PALPAL器件出现。器件出现。 EDAEDA阶段（阶段（2020世纪世纪9090年代以来）：微电子技术和工艺年代以来）：微电子技术和工艺 （千万只晶体管）；以

7、高级语言描述、系统仿真和（千万只晶体管）；以高级语言描述、系统仿真和 综合技术为特征综合技术为特征 EDAEDA技术将是对技术将是对2121世纪产生重大影响的十大技术之一，世纪产生重大影响的十大技术之一， 主要应用方向为微控制器（主要应用方向为微控制器（MicrocontrollerMicrocontroller）、）、 ASICASIC和和DSPDSP等方面。等方面。 返 回 l1.可编程逻辑器件 PLD （Programmable Logic Device ） 特点：高集成度、高速度、高可靠性 l2.硬件描述语言 HDL 是电子系统硬件行为描述、结构描述、 数据描述的语言。 3. EDA工

8、具 EDAEDA技术的主要特点：技术的主要特点： 1.1.用软件方法设计硬件用软件方法设计硬件 2.2.用软件方法设计的系统到硬件系统的转用软件方法设计的系统到硬件系统的转 换是由有关的开发软件自动完成的。换是由有关的开发软件自动完成的。 3.3.设计过程中可用有关软件进行各种仿真设计过程中可用有关软件进行各种仿真 4.4.系统可现场编程，在线升级。系统可现场编程，在线升级。 5.5.整个系统可集成在一个芯片上，体积小、整个系统可集成在一个芯片上，体积小、 功耗低、可靠性高。功耗低、可靠性高。 返 回 lEDA的主要发展趋势： l1. 器件方面：规模大、功耗低、模拟可 编程、内嵌多种专用端口和附加功能模 块。 l2. 工具软件方面 l3. 应用方面 l 嵌入式系统的设计 l基于FPGA的DSP设计 l计算机处理器设计 lASIC的概念和分类： 专用集成电路ASIC（Application Special Integrated Circuit）是相对通用集成电路 而言的，它是面向专门用途而设计的集 成电路。 l特点：可靠性高、成本低、保密性强。 l分类：按