文档介绍：集成电路设计硬件描述语言
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第一页，本课件共有11页
第一章 EDA技术与硬件描述语言
一 数字系统设计
数字技术的发展和集成电路技术密不可分，数
字系统设计随着集成电路技术的发展产生了巨
大变化
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第二页，本课集成电路设计硬件描述语言
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第一页，本课件共有11页
第一章 EDA技术与硬件描述语言
一 数字系统设计
数字技术的发展和集成电路技术密不可分，数
字系统设计随着集成电路技术的发展产生了巨
大变化
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第二页，本课件共有11页
1 传统硬件设计方法步骤
（1）根据系统对硬件要求，合理划分功能模块
（2）对各个功能模块进行详细设计，画出电路
原理图（选择合适器件再进行设计）
（3）各模块调试
（4）各模块硬件电路连接起来整体调试
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第三页，本课件共有11页
2 传统硬件设计方法缺点
设计中采用布尔方程或门级描述方式，难以有效完成设计，特别对于大规模集成电路来说，采用布尔方程或门级描述，需要花费大量人力。
模拟调试通常在硬件电路设计后期进行，一旦发现不符合要求，必须重新设计（可能是全部否定），设计周期增加。
设计完成后主要文件是电路原理图，如规模较大，阅读修改不便。
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第四页，本课件共有11页
二 EDA技术及其发展
第一代 20世纪70年代
中小规模
二维平面图形计算机辅助设计，解脱复杂机械的版图设计
第二代 80年代
核心是计算机仿真和自动布局布线，主要应用软件有数字、模拟电
路分析、印刷电路板、现场可编程门阵列布局布线，分为设计分析
生产测试多个软件包。不能进行系统级仿真与综合。如在产品开发
后期发现错误，浪费大
第三代 90年代
以高级语言描述、系统级仿真和综合为特点。设计者摆脱了大量辅
助性工作，精力集中于“要设计什么”而不是“如何设计”，产品研制
周期缩短，也促进了集成电路设计发展
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三 硬件描述语言VHDL
历史
所谓硬件描述语言（HDL）就是该语言可以描述硬件电路的功能，信号连接关系及定时关系。
 VHDL的英文全名是Very-High-Speed Integrated Circuit HardwareDescription Language,诞生于1982年。1987年底，VHDL被IEEE确认为标准硬件描述语言 。 IEEE公布了VHDL的标准版本，IEEE-1076（简称87版) 1993年，IEEE对VHDL进行了修订，公布了新版本的VHDL，即IEEE标准的1076-1993版本，（简称93版）。最新版本
IEEE1076-2002。
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特点
（1）VHDL具有很强的行为描述能力，可以从逻辑行为上描述和设计大规模电子系统
（2）具有丰富的仿真语句和库函数，可以在大型系统设计的早期，就进行仿真
（3）支持大规模设计的分解和已有设计的再利用
（4） 对于VHDL完成的一个确定的设计，可以利用EDA工具进行逻辑综合和优化， 并自动地把VHDL描述的设计转变成门级网表(根据不同的实现芯片)
（5）VHDL对设计的描述具有相对独立性，设计者可以不懂硬件的结构，也不必关心最终设计实现的目标器件是什么，而进行独立的设计。
（6）由于VHDL具有类属描述语句和子程序调用等功能，对于已完成的设计，在不改变源程序的条件下，只需改变类属参量或函数，就能轻易地改变设计的规模和结构。
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3 VHDL进行设计的过程
（1）集成电路设计的层次
行为级 描述输入输出响应、芯片实现算法
寄存器级（RTL） 基本单元为寄存器、计数器、多路选择器、算术
逻辑单元等。描述基本单元的互连
逻辑门级 基本单元为逻辑门、触发器，常用布尔方程、卡诺图表示
电路级 基本单元为晶体管、电阻、电容等，常用电压电流的微分
方程描述
版图级 几何图形及工艺规则
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（2）VHDL设计过程
门级网表生成后，在完成最终器件硬件设计时，可以有两种选择。第一种转成ASIC芯片工艺，第二种是用CPLD/FPGA实现
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PLD器件（可编程逻辑器件）
PLA→GAL
EPLD →C