电子设计自动化

1、电子设计自动化n总课时32（讲课16，实验16）n授课安排 9.19 概述 9.26 基本结构 10.10 基本元素（开始实验） 10.17 基本语句 10.24 状态机及其它 10.31 常用程序 11.7，11.14 设计实例11.21考试电子设计自动化n推荐教材 硬件描述语言VHDL教程（基础篇提高篇），姜雪松、刘东升编著，西安交通大学出版社n授课教师 刘书桂、李杏华n实验课教师 周鑫玲等 第一讲 EDA概述刘书桂天津大学精密仪器与光电子工程学院精密测试技术及仪器国家重点实验室电话：27404779Email: 何谓EDA？ Electronic Design Automation(电子

2、设计自动化): 以计算机为工具，代替设计人员完成电子系统的逻辑综合、布局布线和设计仿真等工作 EDA发展历史l非EDA时代手工连线l第1代EDA工具自动布线。 70年代；Tango等l第2代EDA工具逻辑仿真。 80年代；Protel、Orcad等l第3代EDA工具逻辑综合、行为仿真。 90年代至今；ISE，QuartusII等EDA（第3代）n就是以计算机为工作平台，n以EDA软件工具为开发环境，n以硬件描述语言为设计语言，n以可编程器件为实验载体，n以ASIC、SOC芯片为目标器件，n以电子系统设计为应用方向的电子产品自动化设计过程。EDA（第3代）n就是以计算机为工作平台，n以为开发环境

3、，n以硬件描述语言为设计语言，n以可编程器件实验载体，n以ASIC、SOC芯片为目标器件，n以电子系统设计为应用方向的电子产品自动化设计过程。EDA软件开发工具目前主流厂家的EDA的软件工具有： Altrea ：MAX+plusII QuartusIILattice：ispEXPERTXilinx ： ISE( Integrated Software Environment)EDA软件开发工具的操作流程EDA（第3代）n就是以计算机为工作平台，n以EDA软件工具为开发环境，n以硬件描述语言为设计语言，n以为实验载体，n以ASIC、SOC芯片为目标器件，n以电子系统设计为应用方向的电子产品自动化

4、设计过程。可编程逻辑器件（PLD）电子管晶体管IC芯片（Tr)VLSI( 1000万级）Moore定律：1.52年，晶体管数量翻番美国半导体工业协会预期：2012年，1亿/cm2 ,13亿/芯片可编程逻辑器件（PLD）PLD: Programmable Logic Device.含有与门阵列、或门阵列及可编程连线1、与阵、或阵均可编程：PLA2、与阵可编程、或阵固定：PAL，GAL3、与阵固定、或阵可编程：EPLD复杂可编程逻辑器件（CPLD）CPLD: Complex Programmable Logic Device. 由逻辑块、I/O单元和可编程内连线组成，浮栅编程，非易失可重复檫除器件

5、现场可编程门阵列（FPGA）FPGA: Field Programmable Gate Array 由逻辑块、可编程I/O单元和可编程内连线组成，SRAM编程，可无限次编程，掉电后芯片内信息丢失，上电时从外部存储芯片下载编程信息。 FPGA和CPLD是可编程ASIC，应用广泛。EDA（第3代）n就是以计算机为工作平台，n以EDA软件工具为开发环境，n以硬件描述语言为设计语言，n以可编程器件为实验载体，n以芯片为目标器件，n以电子系统设计为应用方向的电子产品自动化设计过程。专用集成电路(ASIC）ASIC: Application-Specific Integrated Circuit 针对特定

6、任务特别优化，速度更快、性能更佳，大批量生产时成本更低。但开发周期长SOC: System On Chip 片上系统EDA（第3代）n就是以计算机为工作平台，n以EDA软件工具为开发环境，n以为设计语言，n以可编程器件为实验载体，n以ASIC、SOC芯片为目标器件，n以电子系统设计为应用方向的电子产品自动化设计过程。硬件描述语言（HDL）两大主流硬件描述语言：VHDL: 美国国防部, 1981年开发， 1987年成为IEEE标准Velilog HDL： Gateway Design Automation 公司, 1983年开发, 1995年被 认证为 IEEE 标准VHDLVHDL：Very

7、high speed integrated circuit Hardware Description Language 1981年 由美国国防部提出； 1983年 由TI、IBM和Intermetics 公司联合组成开发小组开始研发； 1987年 成为IEEE标准1076-1987; 1993年 修订IEEE标准1076-1993;VHDL的特点1、功能强大、设计灵活 可以用简洁明确的程序描述复杂的逻辑功能，具有多层次的设计描述功能，支持设计库和生成可重复使用的元件。 既支持模块化设计，也支持层次化设计；既支持自底向上的设计，也支持自顶向下的设计VHDL的特点2、硬件描述能力强 可以从系统的数学模型直到门级电路均可描述；并且高层次的行为描述与低层次的门级描述可以混合使用3、可以与工艺无关编程 当工艺更新时，无须修改设计程序，只要改变映射工具就行了。VHDL的特点4、语法规范、标准，易于共享和复用5、支持广泛、易于修改缺点：不具有描述模拟电路的能力现场简单编程演示Entity or_ga