文档介绍：EDA课程设计
---基于VHDL的HDB3编译码器的设计
课题:基于VHDL的HDB3编译码器的设计
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目录
1 绪论 3
3
可编程逻辑器件的发展历程 3
可编程逻辑器件的特点 3
可编程逻辑器件的一般设计流程 4
现代数字系统的设计方法 6
VHDL语言概述 7
VHDL语言介绍 7
、功能与特点 8
TOP-DOWN的设计思想简介 9
2 HDB3码介绍 11
数字基带信号 11
NRZ,AMI,HDB3码之间的对应关系 11
HDB3码的编/译码规则 12
3 用VHDL语言设计HDB3编码器 14
HDB3编码器实现的基本原理 14
HDB3编码器的设计过程 14
HDB3编码器仿真波形 23
4 用VHDL语言设计HDB3译码器 24
HDB3解码器实现的基本原理 24
HDB3解码器仿真波形 25
5. 单/双极性变换的硬件实现 26
26
6 总结 27
系统设计思路小结 27
课程设计存在的问题及不足 28
参考文献 29
1 绪论
可编程逻辑器件的发展历程
从20世纪60年代开始,数字集成电路经历了小规模集成电路(SSI-SmallScale Interation,几十到几百门),中规模集成电路(MSI-Medium ScaleIntegration,几百到几千门),大规模集成电路(LSI-Large Scale Integration,几千到几万门),超大规模集成电路(VLSI-Very Large Scale Integration,几百万门以上)等几个发展阶段。在此期间先后出现了各种不同类型的数字集成电路,从大的方面可以将它们分为三种类型。
即中小规模集成电路,如TTL工艺的54/74系列和CMOS工艺的CD4000系列的各种逻辑门,触发器,译码器,多路转换器,计数器和寄存器等逻辑器件就属于这一类。
标准器件的生产批量大,成本低,价格便宜。由于其功能完全确定,版图设计时可将精力投入到提高性能上,因此这种器件的工作速度一般都很快。它是传统数字系统设计中使用的主要器件,但集成度不高,用它设计的系统器件多,功耗大,而且印刷电路版走线复杂,焊点多,致使系统的可靠性降低。应为用户无法修改这类器件的功能,使得修改设计时比较麻烦,改动系统中的一个器件往往就需要重新设计印刷电路。
20世纪70年代以后陆续推出了由软件配置的微处理器(CPU)和单片机等逻辑器件,它们较好的弥补了上述标准逻辑器件的缺陷。这类器件集成度高,逻辑功能可由软件自由配置,因而由它们构成的数字系统灵活性大大增强。但这类器件的工作速度比较底,不能直接用于速度要求特别严格的场合。另外,这类逻辑器件通常需要有若干标准逻辑器件搭成的外围电路才可以工作,所以硬件规模也较大。
(Application Specific Intergrated Circuits)ASIC的出现在一定程度上克服了上述两种逻辑器件的某些缺点。ASIC是为了满足一种或几种特定功能而设计并制造的集成电路芯片,他的密度一般都很高,一片ASIC芯片就能取代一块有若干中小规模集成电路芯片搭成的印刷电路板,甚至一个完整的数字电路系统也能用一片ASIC芯片实现。因此,使用ASIC能大大减小系统的硬件规模,降低系统功耗,提高系统可靠性,保密性和工作速度。
ASIC按制造方法又可分为全定制(Full Custom)产品,半定制(Semi-custom)产品和可编程逻辑器件(PLD)。
(1)全定制产品
全定制的ASIC芯片的各层掩膜都是按特定的电路功能专门制造的。设计人员从晶体管的版图尺寸,位置和互连线开始设计,以求达到芯片面积利用率高,速度快,功耗低的最优性能。要经过电路设计,逻辑模拟,版图设计和集成电路的各道生产工序才能制造出符合要求的专用集成电路芯片。它的设计制作成本高,周期长,还带有较大的风险性,一旦设计失误就会浪费大量自己与设计时间,因此全定制的专用集成电路只在特大批量生产的情况下才适用。
(2) 半定制产品
半定制产品是一种约束性设计方式。约束的主要目的是简化设计,缩短设计周期和提高芯片成品率。半定制ASIC芯片上的单元电路是由器件生产厂家预先作好的,只剩下金属连接层的掩摸有待按用户的具体要求