文档介绍：《数字电路与系统设计》EDA实验
VHDL设计初步
第一章绪论
EDA工具发展和设计方法
传统与现代数字系统设计的比较
硬件描述语言VHDL
EDA设计流程及其工具
《数字电路与系统设计》EDA实验
课件简介
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复用性,减轻了设计者的劳动强度。
本章用到的专用名词
EDA是电子设计自动化(Electronic Design Automation)的缩写
VLSI (超大规模集成电路)
ASIC (Application Specific Integrated Circuits,专用集成电路)
CAD计算机辅助设计
CAE计算机辅助工程
FPGA现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array)
CPLD复杂可编程逻辑器件(Complex Programmable Logic Device)
EDA工具发展和设计方法
年代
名称
硬件
特征
70’s
CAD
16位小型机
图型编辑,设计规则检查
80’s
CAE
32位工作站
LVS工具
90’s
EDA
32位工作站
逻辑/行为综合工具
Now
SoC
32位工作站
物理综合工具,IP复用技术
EDA工具发展
CAD:(计算机辅助设计)逻辑图输入、逻辑模拟、电路模拟、版图设计和版图验证分别进行,需要对两者结果进行多次比较、修改。设计规模较小
CAE: (计算机辅助工程) 集逻辑图输入、逻辑模拟、测试码生成、电路模拟、版图设计、版图验证等工具一体,构成一个较完整的IC设计系统
EDA: (电子设计自动化)HDL取代逻辑输入,逻辑网表由综合工具自动产生,可管理性增强,易于维护和数据交换
SoC: (System onaChip)采用深亚微米工艺生产技术,基于平台设计和IP复用技术,时序收敛性为首要目标
EDA设计方法
自底向上设计方法(Bottom-up): 系统功能划分单元设计功能模块设计子系统设计系统总成
自顶向下设计方法(Top-down) :系统行为设计结构设计逻辑设计电路设计版图设计
基于平台设计方法(Platform-based): SoC设计普遍采用的方法,SoC平台和IP—Intellectual Property
其它设计: 嵌入式设计方法,层次式设计方法等
一般的数字系统自动设计流程图
概念设计
系统设计和描述
系统划分
子系统功能描述
综合
逻辑描述
版图综合
版图描述
芯片制造
测试封装
功能验证
系统验证
功能验证
功能验证
设计者
从整体和局部的先后顺序上分:
自顶向下的设计:首先从整体上规划整个系统的功能和性质,然后对系统进行分割,即将系统划分为各个功能模块,每个模块也可进一步细化,并借助于EDA技术完成到工艺的映射直至物理实现。其特点是:借助EDA工具,自动地实现从高层次到低层次的转换,从而使得自顶向下的过程得以实现。
由于整个设计是从顶层开始的,结合模拟手段,可以从一开始就掌握所实现系统的性能状况,结合应用领域的具体要求,及时调整设计方案,进行性能优化,从而保证了设计的正确性,缩短了设计周期,加快了上市时间。
自顶向下的设计
根据技术要求
用HDL语言描述
电路功能和行为
系统仿真
逻辑综合仿真
约束条件
ASIC
可编程门阵列