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)里的另一个解释是企业数据架构,EDA给出了一个企业级的数据架构的总体视图,并按照电信企业的特征,进行了框架和层级的划分。EDA是电子设计自动化(ElectronicDesignAutomation)的缩写,在20世纪60年代中期从计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造(CAM)、计算机辅助测试(CAT)和计算机辅助工程(CAE)。1。1什么是EDA20世纪90年代,国际上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HDL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5:..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、,从设计、性能测试及特性分析直到飞行模拟,。2EDA的特点(1)高层综合和优化为了能更好地支持自顶向下的设计方法,现代的EDA工具能够在系统进行综合和优化,这样就缩短了设计的周期,提高了设计效率.(2)采用硬件描述语言进行设计采用硬件描述语言进行电路与系统的描述是当前EDA技术的另一个特征。与传统的原理图设计方法相比,HDL语言更适合描述规模大的数字系统,它能够使设计者在比较抽象的层次上对所设计系统的结构和逻辑功能进行描述。采用HDL语言设计的突出优点是:语言的公开性和利用性;设计与工艺的无关性;宽范围的描述能力;便于组织大规模系统的设计;便于设计的复用,交流,保存和修改等。目前最常用的硬件描述语言有VHDL和VerilogHDL,它们都已经成为IEEE标准。(3)开放性和标准化现代EDA工具普遍采用标准化和开放性框架结构,任何一个EDA系统只要建立了一个符合标准的开放式框架结构,,并集成在一个易于管理的统一环境下,实现资源共享。1。1。3EDA的应用随着电子技术的发展,可编程逻辑器件和eda技术已广泛应用于通信、工业自动化、智能仪表、图像处理、计算机等领域。EDA(ElectronincDesignAutomation,电子设计自动化)技术是现代电子工程领域的一门新技术,它提供了基于计算机和信息技术的电路系统设计方法。EDA技术的发展和推广应用极大地推动了电子工业的发展。随着EDA技术的发展,硬件电子电路的设计几乎全部可以依靠计算机来完成,这样就大大缩短了硬件电子电路设计的周期,从而使制造商可以快速开发出品种多、批量小的产品,以满足市场的众多需求。EDA教学和6:..产业界的技术推广是当今世界的一个技术热点,。2FPGA的简介及特点背景目前以硬件描述语言(Verilog或VHDL)所完成的电路设计,可以经过简单的综合与布局,快速的烧录至FPGA上进行测试,是现代IC设计验证的技术主流。这些可编辑元件可以被用来实现一些基本的逻辑门电路(比如AND、OR、XOR、NOT),这些可编辑的元件里也包含记忆元件例如触发器(Flip-flop),就好像一个电路试验板被放在了一个芯片里。一个出厂后的成品FPGA的逻辑块和连接可以按照设计者而改变,所以FPGA可以完成所需要的逻辑功能。FPGA一般来说比ASIC(专用集成芯片)的速度要慢,无法完成复杂的设计,而且消耗更多的电能。但是他们也有很多的优点比如可以快速成品,,所以这些设计的开发是在普通的FPGA上完成的,然后将设计转移到一个类似于ASIC的芯片上。另外一种方法是用CPLD(复杂可编程逻辑器件备)。CPLD与FPGA的关系早在1980年代中期,。CPLD逻辑门的密度在几千到几万个逻辑单元之间,。CPLD是一个有点限制性的结构。,但是却有可以预计的延迟时间和逻辑单元对连接单元高比率的优点。而FPGA却是有很多的连接单元,这样虽然让它可以更加灵活的编辑,但是结构却复杂的多。CPLD和FPGA另外一个区别是大多数的FPGA含有高层次的内置模块(比如加法器和乘法器)和内置的记忆体。一个因此有关的重要区别是很多新的FPGA支持完全的或者部分的系统内重新配置。允许他们的设计随7:..着系统升级或者动态重新配置而改变。一些FPGA可以让设备的一部分重新编辑而其他部分继续正常运行。FPGA工作原理FPGA采用了逻辑单元阵列LCA(ellArray)这样一个概念,内部包括可配置逻辑模块CLB(ConfigurableLogicBlock)、输出输入模块IOB(InputOutputBlock)和内部连线(Interconnect)三个部分。FPGA的基本特点1)采用FPGA设计ASIC电路(特定用途集成电路),用户不需要投片生产,就能得到合用的芯片。2)FPGA可做其它全定制或半定制ASIC电路的中试样片。3)FPGA内部有丰富的触发器和I/O引脚。4)FPGA是ASIC电路中设计周期最短、开发费用最低、)FPGA采用高速CHMOS工艺,功耗低,可以与CMOS、TTL电平兼容。可以说,FPGA芯片是小批量系统提高系统集成度、可靠性的最佳选择之一。FPGA是由存放在片内RAM中的程序来设置其工作状态的,因此,工作时需要对片内的RAM进行编程。用户可以根据不同的配置模式,采用不同的编程方式。加电时,FPGA芯片将EPROM中数据读入片内编程RAM中,配置完成后,FPGA进入工作状态。掉电后,FPGA恢复成白片,内部逻辑关系消失,因此,FPGA能够反复使用。FPGA的编程无须专用的FPGA编程器,只须用通用的EPROM、PROM编程器即可。当需要修改FPGA功能时,只需换一片EPROM即可。这样,同一片FPGA,不同的编程数据,可以产生不同的电路功能。因此,FPGA的使用非常灵活。—High—SpeedIntegratedCircuitHardwareDescriptionLanguage,,VHDL被IEEE和美国国防部确认为标准硬件描述语言。8:..VHDL主要用于描述数字系统的结构,行为,功能和接口。除了含有许多具有硬件特征的语句外,,或称设计实体(可以是一个元件,一个电路模块或一个系统)分成外部(或称可视部分,及端口)和内部(或称不可视部分),既涉及实体的内部功能和算法完成部分。在对一个设计实体定义了外部界面后,一旦其内部开发完成后,其他的设计就可以直接调用这个实体。这种将设计实体分成内外部分的概念是VHDL系统设计的基本点。1。,微电子设计工艺已经达到了深亚微米时代,在EDA设计中主要有软硬件协作设计的要求,现有的工具支持SOC设计尚有难度,迫切需要提高设计能力。在设计语言中,由于VHL和VerilogHDL是目前通用的设计语言,在设计大系统时,不够方便直观,,更新换代日新月异,而掌握电子产品开发研制的动力源-EDA技术,是我们国家工程技术人员不可推卸的责任,因为中国的设计公司大多还处在发展的初级阶段,所使用的设计工具都是几年前国外的主流工具。。2VHDL语言的特点VHDL语言能够成为标准化的硬件描述语言并获得广泛应用,它自身必然具有很多其他硬件描述语言所不具备的优点。归纳起来,VHDL语言主要具有以下优点:[1](1)VHDL语言功能强大,设计方式多样VHDL语言具有强大的语言结构,只需采用简单明确的VHDL语言程序就可以描述十分复杂的硬件电路。同时,它还具有多层次的电路设计描述功能。此外,VHDL语言能够同时支持同步电路、异步电路和随机电路的设计实现,这是其他硬件描述语言所不能比拟的。VHDL语言设计方法灵活多样,既支持自顶向下的设计方式,也支持自底向上的设计方法;既支持模块化设计方法,也支持层次化设计方法。(2)VHDL语言具有强大的硬件描述能力VHDL语言具有多层次的电路设计描述功能,既可描述系统级电路,也可以描述门级电路;描述方式既可以采用行为描述、寄存器传输描述或者结构描述,,VHDL语言也支持惯9:..VHDL语言的强大描述能力还体现在它具有丰富的数据类型。VHDL语言既支持标准定义的数据类型,也支持用户定义的数据类型,这样便会给硬件描述带来较大的自由度。(3)VHDL语言具有很强的移植能力VHDL语言很强的移植能力主要体现在:对于同一个硬件电路的VHDL语言描述,它可以从一个模拟器移植到另一个模拟器上、从一个综合器移植到另一个综合器上或者从一个工作平台移植到另一个工作平台上去执行。(4)VHDL语言的设计描述与器件无关采用VHDL语言描述硬件电路时,设计人员并不需要首先考虑选择进行设计的器件。这样做的好处是可以使设计人员集中精力进行电路设计的优化,而不需要考虑其他的问题。当硬件电路的设计描述完成以后,VHDL语言允许采用多种不同的器件结构来实现。(5)VHDL语言程序易于共享和复用VHDL语言采用基于库(library)的设计方法。在设计过程中,设计人员可以建立各种可再次利用的模块,一个大规模的硬件电路的设计不可能从门级电路开始一步步地进行设计,而是一些模块的累加。这些模块可以预先设计或者使用以前设计中的存档模块,将这些模块存放在库中,就可以在以后的设计中进行复用。由于VHDL语言是一种描述、模拟、综合、优化和布线的标准硬件描述语言,因此它可以使设计成果在设计人员之间方便地进行交流和共享,从而减小硬件电路设计的工作量,缩短开发周期。。(Entity)结构体(Architecture)包集合(Package)配(Configuration)库(Library)。4状态机的简介关于状态机的一个极度确切的描述是它是一个有向图形,“运行状态机通过响应一系列事件而“运行。每个事件都在属于“当前”节点的转移函数的控制范围内,其中函数的范围是节点的一个子集。10:..节点。这些节点中至少有一个必须是终态。当到达终态,状态机停止。包含一组状态集(states)、一个起始状态(startstate)、一组输入符号集(alphabet)、一个映射输入符号和当前状态到下一状态的转换函数(transitionfunction)的计算模型。当输入符号串,,依赖于转换函数。在有限状态机中,会有有许多变量,例如,状态机有很多与动作(actions)转换(Mealy机)或状态(摩尔机)关联的动作,多重起始状态,基于没有输入符号的转换,或者指定符号和状态(非定有限状态机)的多个转换,指派给接收状态(识别者)的一个或多个状态,:遵循事先设定的逻辑,从头到尾地执行。很少有事件能改变标准执行流程;而且这些事件主要涉及异常情况。命令行实用程序”是这种传统应用程序的典型例子。另一类应用程序由外部发生的事件来驱动——换言之,事件在应用程序之外生成,,或者它相对于其他事件的抵达时间。所以,控制流程既不能是顺序的,也不能是事先设定好的,因为它要依赖于外部事件。事件驱动的GUI应用程序是这种应用程序的典型例子,它们由命令和选择(也就是用户造成的事件),它们也可划归到上述类别。但是,GUI应用程序对于接收到的事件仍有一定程度的控制,因为这些事件要依赖于向用户显示的窗口和控件,而窗口和控件是由程序员控制的。Web应用程序则不然,因为一旦用户采取不在预料之中的操作(比如使用浏览器的历史记录、手工输入链接以及模拟一次表单提交等等),,必须采取不同的技术来处理这些情况。它能处理任何顺序的事件,并能提供有意义的响应--,它能采取某种操作来响应一个外部事件。具体采取的操作不仅能取决于接收到的事件,还能取决于各个事件的相对发生顺序。之所以能做到这一点,是因为机器能跟踪一个内部状态,它会在收到事件后进行更新。为一个事件而响应的行动不仅取决于事件本身,还取决于机器的内部状态。另外,采取的行动还会决定并更新机器的状态。这样一来,任何逻辑都可建模成一系列事件/状态组合。状态机可归纳为4个要素,即现态、条件、动作、次态。这样的归纳,主要是11:..现态”和“条件”是因,“动作”和“次态”是果。详解如下:①现态:是指当前所处的状态。②条件:又称为“事件”。当一个条件被