第2章 EDA技术与VHDL设计(第2版)
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第一章1-1 EDA技术与ASIC设计和FPGA开发有什么关系? P3~4答:利用EDA技术进行电子系统设计的最后目标是完成专用集成电路ASIC的设计和实现;FPGA和CPLD是实现这一途径的主流器件。
FPGA和CPLD通常也被称为可编程专用IC,或可编程ASIC。
FPGA和CPLD的应用是EDA技术有机融合软硬件电子设计技术、SoC(片上系统)和ASIC设计,以及对自动设计与自动实现最典型的诠释。
1-2与软件描述语言相比,VHDL有什么特点? P6答:编译器将软件程序翻译成基于某种特定CPU的机器代码,这种代码仅限于这种CPU而不能移植,并且机器代码不代表硬件结构,更不能改变CPU的硬件结构,只能被动地为其特定的硬件电路结构所利用。
综合器将VHDL 程序转化的目标是底层的电路结构网表文件,这种满足VHDL设计程序功能描述的电路结构,不依赖于任何特定硬件环境;具有相对独立性。
综合器在将VHDL(硬件描述语言)表达的电路功能转化成具体的电路结构网表过程中,具有明显的能动性和创造性,它不是机械的一一对应式的“翻译”,而是根据设计库、工艺库以及预先设置的各类约束条件,选择最优的方式完成电路结构的设计。
l-3什么是综合?有哪些类型?综合在电子设计自动化中的地位是什么? P5什么是综合? 答:在电子设计领域中综合的概念可以表示为:将用行为和功能层次表达的电子系统转换为低层次的便于具体实现的模块组合装配的过程。
有哪些类型? 答:(1)从自然语言转换到VHDL语言算法表示,即自然语言综合。
(2)从算法表示转换到寄存器传输级(RegisterTransport Level,RTL),即从行为域到结构域的综合,即行为综合。
(3)从RTL级表示转换到逻辑门(包括触发器)的表示,即逻辑综合。
(4)从逻辑门表示转换到版图表示(ASIC设计),或转换到FPGA的配置网表文件,可称为版图综合或结构综合。
综合在电子设计自动化中的地位是什么? 答:是核心地位(见图1-3)。
第一章绪论1.1 EDA技术的简介EDA是电子设计自动化(Electronic Design Automation)缩写,是90年代初从CAD(计算机辅助设计)、CAM(计算机辅助制造)、CAT(计算机辅助测试)和CAE(计算机辅助工程)的概念发展而来的。
EDA技术是以计算机为工具,根据硬件描述语言HDL( Hardware Description language)完成的设计文件,自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合及优化、布局布线、仿真以及对于特定目标芯片的适配编译和编程下载等工作。
1.1.1 EDA的软件介绍EDA工具层出不穷,目前进入我国并具有广泛影响的EDA软件有:multiSIM7(原EWB的最新版本)、PSPICE、OrCAD、PCAD、Protel、Viewlogic、Mentor、Graphics、Synopsys、LSIIogic、Cadence、MicroSim等等。
这些工具都有较强的功能,一般可用于几个方面,例如很多软件都可以进行电路设计与仿真,同进还可以进行PCB自动布局布线,可输出多种网表文件与第三方软件接口。
1.1.2 EDA技术的基本特征EDA代表了当今电子设计技术的最新发展方向。
它的基本特征是:设计人员按照“自顶向下”的设计方法,对整个系统进行方案设计和功能划分。
系统的关键电路用一片或几片专用集成电路(ASIC,ApplicationSpecificIntegratedCircnit)实现,然后采用硬件描述语言(HDlHardwareDescriptionLanguage)完成系统行为级设计,最后通过综合器和适配器生成最终的目标器件,这样的设计方法被称为高层次的电子设计方法。
1.1.3 EDA的应用EDA在教学、科研、产品设计与制造等各方面都发挥着巨大的作用。
在教学方面,几乎所有理工科(特别是电子信息)类的高校都开设了EDA课程。
主要是让学生了解EDA的基本概念和基本原理、掌握用HDL语言编写规范、掌握逻辑综合的理论和算法、使用EDA工具进行电子电路课程的实验验证并从事简单系统的设计。
2023年EDA技术与VHDL第二版(潘松著)课后习题答案下载EDA技术与VHDL第二版(潘松著)课后答案下载第1章 EDA技术概述1.1 EDA技术及其发展1.1.1 EDA技术的发展1.1.2 EDA技术的涵义1.1.3 EDA技术的基本特征1.2 EDA技术的主要内容及主要的EDA厂商1.2.1 EDA技术的主要内容1.2.2 主要EDA厂商概述1.3 EDA技术实现目标1.3.1 超大规模可编程逻辑器件1.3.2 半定制或全定制ASIC1.3.3 混合ASIC1.4 EDA技术应用1.4.1 EDA技术应用形式1.4.2 EDA技术应用场合1.5 EDA技术的发展趋势1.5.1 可编程器件的发展趋势1.5.2 软件开发工具的发展趋势1.5.3 输入方式的发展趋势__小结思考题和习题第2章大规模可编程逻辑器件2.1 可编程逻辑器件概述2.1.1 PLD的'发展进程2.1.2 PLD的种类及分类方法2.2 简单可编程逻辑器件2.2.1 PLD电路的表示方法及有关符号 2.2.2 PROM基本结构2.2.3 PLA基本结构2.2.4 PAL基本结构2.2.5 GAL基本结构2.3 复杂可编程逻辑器件2.3.1 CPLD基本结构2.3.2 Altera公司器件2.4 现场可编程逻辑器件2.4.1 FPGA整体结构2.4.2 Xilinx公司FPGA器件2.5 在系统可编程逻辑器件2.5.1 ispLSl/pLSl的结构2.5.2 Lattice公司ispLSI系列器件 2.6 FPGA和CPLD的开发应用2.6.1 CPLD和FPGA的编程与配置2.6.2 FPGA和CPLD的性能比较2.6.3 FPGA和CPLD的应用选择__小结思考题和习题第3章 EDA设计流程与开发3.1 EDA设计流程3.1.1 设计输入3.1.2 综合3.1.3 适配3.1.4 时序仿真与功能仿真3.1.5 编程下载3.1.6 硬件测试3.2 ASIC及其设计流程3.2.1 ASIC设计方法3.2.2 一般的ASIC设计流程3.3 可编程逻辑器件的开发环境 3.4 硬件描述语言3.5 IP核__小结思考题和习题第4章硬件描述语言VHDL4.1 VHDL概述4.1.1 VHDL的发展历程4.1.2 VHDL的特点4.2 VHDL程序基本结构4.2.1 实体4.2.2 结构体4.2.3 库4.2.4 程序包4.2.5 配置4.3 VHDL基本要素4.3.1 文字规则4.3.2 数据对象4.3.3 数据类型4.3.4 运算操作符4.3.5 VHDL结构体描述方式 4.4 VHDL顺序语句4.4.1 赋值语句4.4.2 IF语句4.4.3 等待和断言语句4.4.4 cASE语句4.4.5 LOOP语句4.4.6 RETIARN语句4.4.7 过程调用语句4.4.8 REPORT语句4.5 VHDL并行语句4.5.1 进程语句4.5.2 块语句4.5.3 并行信号代人语句4.5.4 并行过程调用语句4.5.5 并行断言语句4.5.6 参数传递语句4.5.7 元件例化语句__小结思考题和习题第5章 QuartusⅡ软件及其应用5.1 基本设计流程5.1.1 建立工作库文件夹和编辑设计文件 5.1.2 创建工程5.1.3 编译前设计5.1.4 全程编译5.1.5 时序仿真5.1.6 应用RTL电路图观察器5.2 引脚设置和下载5.2.1 引脚锁定5.2.2 配置文件下载5.2.3 AS模式编程配置器件5.2.4 JTAG间接模式编程配置器件5.2.5 USBBlaster编程配置器件使用方法 __小结思考题和习题第6章 VHDL应用实例6.1 组合逻辑电路设计6.1.1 基本门电路设计6.1.2 译码器设计6.1.3 数据选择器设计6.1.4 三态门设计6.1.5 编码器设计6.1.6 数值比较器设计6.2 时序逻辑电路设计6.2.1 时钟信号和复位信号6.2.2 触发器设计6.2.3 寄存器和移位寄存器设计6.2.4 计数器设计6.2.5 存储器设计6.3 综合实例——数字秒表的设计__小结思考题和习题第7章状态机设计7.1 一般有限状态机7.1.1 数据类型定义语句7.1.2 为什么要使用状态机 7.1.3 一般有限状态机的设计 7.2 Moore型有限状态机设计 7.2.1 多进程有限状态机7.2.2 单进程有限状态机7.3 Mealy型有限状态机7.4 状态编码7.4.1 状态位直接输出型编码 7.4.2 顺序编码7.4.3 一位热码编码7.5 状态机处理__小结思考题和习题第8章 EDlA实验开发系统8.1 GW48型实验开发系统原理与应用8.1.1 系统性能及使用注意事项8.1.2 GW48系统主板结构与使用方法8.2 实验电路结构图8.2.1 实验电路信号资源符号图说明8.2.2 各实验电路结构图特点与适用范围简述8.3 GW48CK/GK/EK/PK2系统信号名与芯片引脚对照表 __小结思考题和习题第9章 EnA技术实验实验一:全加器的设计实验二:4位加减法器的设计实验三:基本D触发器的设计实验四:同步清零计数器的设计实验五:基本移位寄存器的设计串人/串出移位寄存器实验六:同步预置数串行输出移位寄存器的设计实验七:半整数分频器的设计实验八:音乐发生器的设计实验九:交通灯控制器的设计实验十:数字时钟的设计EDA技术与VHDL第二版(潘松著):内容简介《EDA技术与VHDL》主要内容有Altera公司可编程器件及器件的选用、QuartusⅡ开发工具的使用;VHDL硬件描述语言及丰富的数字电路和电子数字系统EDA设计实例。
eda课程设计报告一、课程目标知识目标:1. 学生能理解EDA(电子设计自动化)的基本概念,掌握EDA工具的使用方法。
2. 学生能运用EDA软件进行电路设计与仿真,理解并掌握数字电路的设计原理。
3. 学生了解并掌握基础的硬件描述语言(如VHDL/Verilog),能完成简单的数字系统设计。
技能目标:1. 学生通过EDA软件的操作,培养电子电路设计、仿真与验证的实际操作能力。
2. 学生通过小组合作完成设计项目,提高团队协作与沟通技巧。
3. 学生能够运用所学知识解决实际问题,具备一定的创新意识和动手能力。
情感态度价值观目标:1. 学生在EDA课程学习中,培养对电子科学技术的兴趣和探究精神。
2. 学生通过课程实践,增强自信心和成就感,激发进一步学习的动力。
3. 学生在学习过程中,树立正确的工程伦理观念,认识到技术发展对社会的责任和影响。
课程性质:本课程为电子信息工程及相关专业高年级学生的专业核心课程,旨在通过理论与实践相结合的教学,提高学生的电子设计能力。
学生特点:学生已具备一定的电子技术基础,具有较强的学习能力和实践欲望,对新技术和新工具充满好奇心。
教学要求:结合学生特点,注重培养实际操作能力,鼓励学生创新思维,提高解决实际问题的能力。
通过课程目标分解,确保学生在知识、技能和情感态度价值观方面的全面成长。
后续教学设计和评估将以此为基础,关注学生的学习成果。
二、教学内容根据课程目标,教学内容分为以下三个模块:1. EDA基本概念与工具使用- 教材章节:第一章 EDA技术概述,第二章 EDA工具简介- 内容列举:EDA发展历程,常用EDA软件介绍,软件安装与配置,基本操作流程。
2. 数字电路设计与仿真- 教材章节:第三章 数字电路设计基础,第四章 仿真技术- 内容列举:数字电路设计原理,EDA软件电路设计流程,仿真参数设置,波形分析与验证。
3. 硬件描述语言与数字系统设计- 教材章节:第五章 硬件描述语言,第六章 数字系统设计实例- 内容列举:硬件描述语言基础,VHDL/Verilog语法要点,简单数字系统设计方法,设计实例分析与实操。
1.8.1填空1.EDA的英文全称是Electronic Design Automation2.EDA技术经历了计算机辅助设计CAD阶段、计算机辅助工程设计CAE阶段、现代电子系统设计自动化EDA阶段三个发展阶段3. EDA技术的应用可概括为PCB设计、ASIC设计、CPLD/FPGA设计三个方向4.目前比较流行的主流厂家的EDA软件有Quartus II、ISE、ModelSim、ispLEVER5.常用的设计输入方式有原理图输入、文本输入、状态机输入6.常用的硬件描述语言有VHDL、Verilog7.逻辑综合后生成的网表文件为EDIF8.布局布线主要完成将综合器生成的网表文件转换成所需的下载文件9.时序仿真较功能仿真多考虑了器件的物理模型参数10.常用的第三方EDA工具软件有Synplify/Synplify Pro、Leonardo Spectrum1.8.2选择1.EDA技术发展历程的正确描述为(A)A CAD->CAE->EDAB EDA->CAD->CAEC EDA->CAE->CADD CAE->CAD->EDA2.Altera的第四代EDA集成开发环境为(C)A ModelsimB MUX+Plus IIC Quartus IID ISE3.下列EDA工具中,支持状态图输入方式的是(B)A Quartus IIB ISEC ispDesignEXPERTD Syplify Pro4.下列几种仿真中考虑了物理模型参数的仿真是(A)A 时序仿真B 功能仿真C 行为仿真D 逻辑仿真5.下列描述EDA工程设计流程正确的是(C)A输入->综合->布线->下载->仿真B布线->仿真->下载->输入->综合C输入->综合->布线->仿真->下载D输入->仿真->综合->布线->下载6.下列编程语言中不属于硬件描述语言的是(D)A VHDLB VerilogC ABELD PHP1.8.3问答1.结合本章学习的知识,简述什么是EDA技术?谈谈自己对EDA技术的认识?答:EDA(Electronic Design Automation)工程是现代电子信息工程领域中一门发展迅速的新技术。
eda技术实用教程-veriloghdl答案【篇一:eda技术与vhdl程序开发基础教程课后答案】eda的英文全称是electronic design automation2.eda系统设计自动化eda阶段三个发展阶段3. eda技术的应用可概括为4.目前比较流行的主流厂家的eda软件有、5.常用的设计输入方式有原理图输入、文本输入、状态机输入6.常用的硬件描述语言有7.逻辑综合后生成的网表文件为 edif8.布局布线主要完成9.10.常用的第三方eda工具软件有synplify/synplify pro、leonardo spectrum1.8.2选择1.eda技术发展历程的正确描述为(a)a cad-cae-edab eda-cad-caec eda-cae-cadd cae-cad-eda2.altera的第四代eda集成开发环境为(c)a modelsimb mux+plus iic quartus iid ise3.下列eda工具中,支持状态图输入方式的是(b)a quartus iib isec ispdesignexpertd syplify pro4.下列几种仿真中考虑了物理模型参数的仿真是(a)a 时序仿真b 功能仿真c 行为仿真d 逻辑仿真5.下列描述eda工程设计流程正确的是(c)a输入-综合-布线-下载-仿真b布线-仿真-下载-输入-综合c输入-综合-布线-仿真-下载d输入-仿真-综合-布线-下载6.下列编程语言中不属于硬件描述语言的是(d)a vhdlb verilogc abeld php1.8.3问答1.结合本章学习的知识,简述什么是eda技术?谈谈自己对eda技术的认识?答:eda(electronic design automation)工程是现代电子信息工程领域中一门发展迅速的新技术。
2.简要介绍eda技术的发展历程?答:现代eda技术是20世纪90年代初从计算机辅助设计、辅助制造和辅助测试等工程概念发展而来的。