EDA设计研究生综合学习教案

1、会计学1EDA设计设计(shj)研究生综合研究生综合第一页，共12页。电子设计自动化电子设计自动化（英语：（英语：Electronic design automation，缩写：，缩写：EDA）是指利用计算机辅助设计（是指利用计算机辅助设计（CAD）软件，来完成超大规模）软件，来完成超大规模集成电路（集成电路（VLSI）芯片的功能设计、综合）芯片的功能设计、综合(zngh)、验证、物理、验证、物理设计（包括布局、布线、版图、设计规则检查等）等流程设计（包括布局、布线、版图、设计规则检查等）等流程的设计方式。的设计方式。 EDA设计借助计算机、设计借助计算机、EDA软件软件(run jin)、实

2、验平台和常用仪器设、实验平台和常用仪器设备完成。备完成。EDA软件采用软件采用Quartus II，本次设计采用，本次设计采用7.1版本。软件使用版本。软件使用(shyng)方法参考书很多，如方法参考书很多，如EDA技术实用教程第三版技术实用教程第三版p95。第1页/共12页第二页，共12页。EDA实验开发平台：实验开发平台： 利用利用PCB板，将大规模集成电路芯片板，将大规模集成电路芯片(xn pin)（FPGA或或CPLD）通过可编程通过可编程I/O口和常用的外围设备相连接，使其便于数字口和常用的外围设备相连接，使其便于数字系统的开发。这些外围设备常有：键盘、开关、显示器、系统的开发。这些

3、外围设备常有：键盘、开关、显示器、蜂鸣器、传感器、接口电路、蜂鸣器、传感器、接口电路、A/D、D/A、信号源等。、信号源等。第2页/共12页第三页，共12页。第3页/共12页第四页，共12页。 设计一个多功能数字钟，可以完成设计一个多功能数字钟，可以完成(wn chng)00:00:00(wn chng)00:00:00到到23:59:5923:59:59的计时功能，并在控制电路的作用下具有保持、清零、快速校时、快速校分、整点报时等功能。的计时功能，并在控制电路的作用下具有保持、清零、快速校时、快速校分、整点报时等功能。 设计可增加闹钟、设计可增加闹钟、1212小时计时、秒表、日历、音乐报时、

4、发光管闪烁效果等功能。小时计时、秒表、日历、音乐报时、发光管闪烁效果等功能。课题课题(kt)：多功能数字钟设计：多功能数字钟设计:利用利用QuartusIIQuartusII软件设计一个数字钟，并下载软件设计一个数字钟，并下载(xi zi)(xi zi)到到SmartSOPCSmartSOPC实验系统中。实验系统中。题目简介：题目简介：第4页/共12页第五页，共12页。多功能数字钟框图多功能数字钟框图(kungt)第5页/共12页第六页，共12页。课题课题(kt)设计方法：设计方法：1、采用、采用(ciyng)硬件描述语言（硬件描述语言（HDL）：）： 常用的硬件描述语言有常用的硬件描述语言有

5、VHDL和和Verilog HDL两种，了解两种，了解(lioji)的同学可以尝试用任一种语言完成电路设计。的同学可以尝试用任一种语言完成电路设计。2、采用原理图：、采用原理图： 对语言使用有困难的同学，可以用原理图完成电路设计。对语言使用有困难的同学，可以用原理图完成电路设计。第6页/共12页第七页，共12页。设计设计(shj)注意的几个问题：注意的几个问题：1、分频、分频(fn pn)电路：电路： 分频电路经常出现的问题是由于竞争和冒险而产生的毛刺分频电路经常出现的问题是由于竞争和冒险而产生的毛刺(moc)。毛刺。毛刺(moc)的存在会造成计时不准确。采用原理图设计尤须注意。如使用的存在会

6、造成计时不准确。采用原理图设计尤须注意。如使用VHDL设计，可参阅设计，可参阅VHDL数字电路设计教程数字电路设计教程p111。2、显示电路：、显示电路： 显示电路要求采用动态显示，这是由实验平台的外部环境决定的，动态显示的原理可参阅显示电路要求采用动态显示，这是由实验平台的外部环境决定的，动态显示的原理可参阅数字逻辑电路与系统设计数字逻辑电路与系统设计p123。平台要求位和段信号均为低电平有效。本设计中，如采用原理图，则。平台要求位和段信号均为低电平有效。本设计中，如采用原理图，则7段显示译码器可选段显示译码器可选7447，而位选译码器可选，而位选译码器可选74138，而扫描脉冲频率选，而扫

7、描脉冲频率选1KHz左右。左右。第7页/共12页第八页，共12页。3、报时、报时(bo sh)电路：电路： 报时电路用来检测时间，当数字钟处于报时电路用来检测时间，当数字钟处于5953、55、57和和59时，蜂鸣器发出报时声音，前三次采用时，蜂鸣器发出报时声音，前三次采用500Hz频率，最后一次使用频率，最后一次使用1000Hz频率。每次鸣响频率。每次鸣响(mn xin)一秒，停一秒。最后一响结束为准点。一秒，停一秒。最后一响结束为准点。4、闹钟、闹钟(nozhng)功能电路：功能电路： 可用另一套计数器来进行闹钟时间的设定，只要设定闹钟的时和分，将该数值和计时电路的值相同时，闹钟鸣叫，鸣叫时

8、间为一分钟，也可设置一个终止开关，进行人为干预，频率可用可用另一套计数器来进行闹钟时间的设定，只要设定闹钟的时和分，将该数值和计时电路的值相同时，闹钟鸣叫，鸣叫时间为一分钟，也可设置一个终止开关，进行人为干预，频率可用1000Hz（或音乐）。显示电路可采用分时复用，用开关控制。（或音乐）。显示电路可采用分时复用，用开关控制。第8页/共12页第九页，共12页。实验报告要求(yoqi)1 1、设计、设计(shj)(shj)文档，即设计文档，即设计(shj)(shj)报告报告 封面：封面： 包括名称包括名称, ,学号学号, ,姓名姓名(xngmng),(xngmng),院系院系, ,指导教师指导教师

9、, ,时间等；时间等； 摘要和关键词（中英文）；摘要和关键词（中英文）； 正文：正文： * *设计要求说明设计要求说明* *方案论证（整体电路的工作原理）方案论证（整体电路的工作原理）* *各子模块设计原理各子模块设计原理* *调试调试* *仿真仿真* *编程下载编程下载 结论；结论； 参考文献。参考文献。 目录；目录；第9页/共12页第十页，共12页。2 2、电路设计文件、电路设计文件(wnjin)(wnjin)3 3、实验、实验(shyn)(shyn)感想感想* * 原理图（或原理图（或HDLHDL代码代码(di m)(di m)）文件；）文件；* * 波形仿真文件；波形仿真文件；* * 实验过程中遇到的问题及解决问题的方法；实验过程中遇到的问题及解决问题的方法；* * 实验的收获与感受；实验的收获与感受；* * 期望及要求；期望及要求；* * 平台显示图文件；平台显示图文件；第10页/共12页第十一页，共12页。说明说明(shumng)：1、每一位同学设计、每一位同学设计(shj)一个作品，不能相互抄袭；一个作品，不能相互抄袭；2、同学可自带笔记本电脑，如使用、同学可自带笔记本电脑，如使用(shyng)实验室电脑需自带实验室电脑需自带 鼠标；鼠标；3、设计软件、设计软件Quartus II网上可以下