EDA程序设计
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eda设计流程EDA(Electronic Design Automation)设计流程是指在电子设计过程中使用计算机辅助工具来完成各个设计阶段的流程。
这些工具可以帮助设计人员提高工作效率,减少错误,并加速设计的验证和调试过程。
下面将介绍EDA设计流程的一般步骤和内容。
1. 需求分析阶段:在这个阶段,设计团队与客户一起讨论和确定设计的需求和目标。
设计团队需要了解客户的要求,并将其转化为具体的设计规范。
这个阶段通常涉及到市场调研、竞争分析、功能分析等内容。
2. 架构设计阶段:在这个阶段,设计团队将根据需求分析的结果,确定设计的整体架构和功能模块。
设计团队需要考虑设计的可扩展性、可维护性和可重用性,并选择适合的技术和工具进行设计。
3. 电路设计阶段:在这个阶段,设计团队将根据架构设计的结果,进行电路的详细设计。
设计团队需要选择合适的电子元器件,并考虑电路的功耗、时序和可靠性等因素。
设计团队可以使用电路仿真工具来验证电路的性能,并进行必要的调整和优化。
4. 物理设计阶段:在这个阶段,设计团队将完成电路设计的物理布局和布线。
设计团队需要考虑电路板的尺寸、散热、电磁兼容和信号完整性等因素。
设计团队可以使用物理设计工具来进行布局和布线的自动化处理,并进行必要的优化和验证。
5. 验证和调试阶段:在这个阶段,设计团队将对设计进行验证和调试,以确保设计的功能和性能符合要求。
设计团队可以使用验证工具进行功能验证、时序验证和功耗验证等。
设计团队还可以使用调试工具来定位和解决设计中的问题。
6. 生产准备阶段:在这个阶段,设计团队将准备设计的生产文件,并与制造商进行沟通和协调。
设计团队需要生成设计文件、制造文件和测试文件,并确保设计的可制造性和可测试性。
7. 生产和测试阶段:在这个阶段,设计团队将与制造商一起进行产品的生产和测试。
制造商将根据设计文件进行电路板的制造,然后进行功能测试和质量控制。
设计团队需要与制造商保持密切的合作,并解决生产和测试中的问题。
用VHDL进行基本逻辑电路设计总结组合逻辑电路设计、时序逻辑电路设计、状态机设计、存储器设计(调用宏功能模块进行设计)1 组合逻辑电路设计常见组合逻辑电路设计主要有:基本门电路、3-8译码器、8-3线优先编码器、比较器、多路选择器、三态门电路、单向总线驱动器、双向总线缓冲器等。
1.1 基本门电路基本门电路用VHDL语言来描述十分方便。
为方便起见,在下面的两输入模块中,使用VHDL中定义的逻辑运算符,同时实现一个与门、或门、与非门、或非门、异或门及反相器的逻辑。
LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITY GATE ISPORT (A,B:IN STD_LOGIC;YAND,YOR,YNAND,YNOR,YNOT,YXOR:OUT STD_LOGIC);END GATE;ARCHITECTURE ART OF GATE ISBEGINYAND <=A AND B;--与门输出YOR <=A OR B;--或门输出YNAND <=A NAND B;--与非门输出YNOR <=A NOR B;--或非门输出YNOT <=A NOT B;--反相器输出YXOR <=A XOR B;--异或门输出END ART;1.2 3-8译码器下面我们分别以2种方法描述一个3-8译码器。
方法1:使用CASE_WHEN 语句LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITY DECODER ISPORT(SEL:IN STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0);EN: IN STD_LOGIC; ---加使能控制端Y:OUT STD_LOGIC _VECTOR (7 DOWNTO 0));END;ARCHITECTURE ART1 OF DECODER ISBEGINPROCESS(SEL,EN)BEGINY<=”11111111”;IF(EN=’1’) THENCASE SEL ISWHEN "000"=> Y(0)<= ‘0’;--输出低有效WHEN "001"=> Y(1)<= ‘0’;WHEN "010"=> Y(2)<= ‘0’;WHEN "011"=> Y(3)<= ‘0’;WHEN "100"=> Y(4)<= ‘0’;WHEN "101"=> Y(5)<= ‘0’;WHEN "110"=> Y(6)<= ‘0’;WHEN "111"=> Y(7)<= ‘0’;WHEN OTHERS=>NULL;END CASE;ELSE Y<=”11111111”;END IF;END PROCESS;END ART1;方法2:使用条件选择WHEN ELSE语句ARCHITECTURE ART2 OF DECODER ISBEGINY (0)<=‘0’ WHEN (EN=’1’AND SEL="000") ELSE ’1’;Y (1)<=‘0’ WHEN (EN=’1’AND SEL="001") ELSE ’1’;Y (2)<=‘0’ WHEN (EN=’1’AND SEL="010") ELSE ’1’;Y (3)<=‘0’ WHEN (EN=’1’AND SEL="011") ELSE ’1’;Y (4)<=‘0’ WHEN (EN=’1’AND SEL="100") ELSE ’1’;Y (5)<=‘0’ WHEN (EN=’1’AND SEL="101") ELSE ’1’;Y (6)<=‘0’ WHEN (EN=’1’AND SEL="110") ELSE ’1’;Y (7)<=’0’ WHEN (EN=’1’AND SEL="111") ELSE ’1’;END ART2;注意:使用了8条 WHEN ELSE 语句1.3 8-3线优先编码器8-3线优先编码器输入信号为y0、y1、y2、y3、y4、y5、y6和y7,输出信号为OUT0、OUT1和OUT2。
eda设计流程EDA设计流程。
EDA(Electronic Design Automation)是电子设计自动化的缩写,是指利用计算机技术和软件工具来辅助进行电子系统的设计过程。
在现代电子设计中,EDA工具已经成为不可或缺的一部分,它们能够帮助设计工程师提高设计效率、降低设计成本、缩短设计周期。
下面将介绍EDA设计流程的一般步骤。
1. 需求分析。
在进行EDA设计之前,首先需要进行需求分析。
这一步骤是非常重要的,因为它直接关系到最终产品是否能够满足客户的需求。
在需求分析阶段,设计工程师需要和客户充分沟通,了解客户的需求和期望,明确产品的功能和性能指标。
2. 概念设计。
在需求分析的基础上,设计工程师开始进行概念设计。
概念设计阶段的主要任务是确定产品的整体结构和工作原理,选择合适的技术方案和器件。
在这个阶段,设计工程师需要进行大量的技术调研和方案比较,以确保最终选择的方案能够满足产品的需求,并且具有较高的可行性和可靠性。
3. 详细设计。
在概念设计确定之后,设计工程师开始进行详细设计。
在这个阶段,需要进行电路设计、PCB布局、器件选型、信号完整性分析等工作。
同时,还需要进行仿真验证,以确保设计的正确性和稳定性。
在详细设计阶段,设计工程师需要充分考虑电路的布局和走线,以确保信号的传输和抗干扰能力。
4. 验证和调试。
在完成详细设计之后,需要进行验证和调试。
这一阶段主要是通过实际的测试和调试,验证设计的正确性和稳定性。
在这个阶段,设计工程师需要充分利用EDA工具,进行电路仿真、时序分析、功耗分析等工作,以确保设计的可靠性和性能满足要求。
5. 产业化。
最后一步是产业化,也就是将设计转化为实际的产品。
在这个阶段,设计工程师需要和生产工程师密切合作,确保设计的可制造性和可测试性。
同时,还需要进行工艺验证和样品测试,以确保产品能够满足质量和性能要求。
总结。
以上就是EDA设计流程的一般步骤。
在实际的设计过程中,每个步骤都需要设计工程师精心打磨,以确保最终产品能够满足客户的需求和期望。
eda最简单的课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握EDA(电子设计自动化)的基本概念,理解其在现代电子设计领域的重要性。
2. 使学生了解并能够描述EDA工具的基本功能,如电路图绘制、电路仿真、PCB设计等。
3. 帮助学生理解并掌握简单电路的EDA设计流程。
技能目标:1. 培养学生运用EDA软件进行电路图绘制和电路仿真的能力。
2. 培养学生通过EDA工具设计简单的PCB布线图,并能进行基本的质量检查。
3. 培养学生具备团队协作和沟通能力,能够就设计过程中遇到的问题进行有效讨论。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对电子设计领域的兴趣,激发创新意识,提高实践能力。
2. 培养学生具有严谨的科学态度,对待设计任务认真负责,追求卓越。
3. 培养学生具备合作精神,学会尊重他人意见,共同解决问题。
分析课程性质、学生特点和教学要求:本课程为电子技术相关课程,旨在让学生通过实践操作,掌握EDA技术的基本应用。
针对初中年级学生,课程内容需结合学生已有的电子知识,注重启发性和趣味性。
在教学过程中,注重培养学生的实际操作能力和团队协作能力。
二、教学内容1. EDA基本概念介绍:包括EDA的定义、发展历程、主要应用领域。
2. EDA工具功能概述:介绍常见的EDA软件,如Altium Designer、Cadence等,以及它们的主要功能特点。
- 电路图绘制:学习如何使用EDA软件绘制电路原理图。
- 电路仿真:了解仿真原理,学习使用EDA软件进行电路功能仿真。
- PCB设计:学习PCB布线设计的基本概念和方法,掌握简单PCB布线图的绘制。
3. 简单电路的EDA设计流程:以实际案例为引导,让学生了解从电路设计到PCB制作的完整流程。
- 设计任务分析:明确设计任务,分析电路功能需求。
- 电路图绘制与仿真:根据需求,使用EDA软件完成电路图绘制并进行仿真测试。
- PCB布线与制作:将电路图转化为PCB布线图,并进行基本的质量检查。
EDA设计流程:设计输入,综合,适配,时序仿真和功能仿真,编辑下载,硬件测试VHDL综合: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过程,综合仅对hdl而言的,综合过程将把软件的hdl描述与硬件结果挂钩是将软件转化为硬件电路的关键步骤,是文字描述与硬件实现的一座桥梁FPGA/CPLD基于什么结构:查找表结构器件;乘积项结构器件。
IP:知识产权核或知识产权模块,软IP:用vhdl等硬件描述语言描述的功能块。
固IP:完成综合的功能块。
硬Ip:提供设计的最终阶段产品即掩模资源共享:主要针对数据通路中耗费逻辑资源较多的模块,通过选择复用方式共享使用该模块,以减少使用该模块的使用个数,以减少资源浪费。
时钟边缘检测描述语句:“CLK'EVENT AND CLK='1'” 检测时钟信号CLK的上升沿的,<信号名>'EVENT 侧下降沿:CLK=’0’AND CLK’LAST_V ALUE=’1’、falling_edge()、CLK’EVENT AND (CLK=’0’)等各种状态机编码的优缺点:一般有限状态机(\状态机克服了纯硬件数字系统顺序方式控制不灵活的缺点\状态机可以定义符号化枚举类型的状态\状态机容易构成性能良好的同步时序逻辑模块\状态机的VHDL表述丰富多样、程序层次分明,易读易懂\在高速运算和控制方面,状态机更有其巨大的优势\高可靠性 .)Moore型有限状态机.Mealy型有限状态机速度优化和面积优化:面积优化:指FPGA/CPLD的资源利用优化(资源共享,逻辑优化,串行化)a使用规模更小的可编程逻辑芯片,降低成本。
b可编程器件由于布线资源有限耗用资源过多会严重影响电路性能。
c为技术升级留下可编程资源。
d资源耗用过多会使功耗上升。
速度优化:流水线设计,寄存器配平,关键路径法。
标准逻辑矢量数据类型的赋值:B:OUT STD_logic_vector(7downto0);signalA:STD_logic_vector(1to4)进程中的信号与变量赋值:信号SIGNAL 变量V ARIABLE基本用法用于作为电路中的信号连线用于作为进程中局部数据存储单元适用范围在整个结构体内的任何地方都能适用只能在所定义的进程中使用行为特性在进程的最后才对信号赋值立即赋值变量Variable a: std_logic;信号Y<=a+b;结构体的定义:是实体所定义的设计实体中的一个组成部分标识符的格式:以英文字母开头,必须是单一“_”,且左右必须有英文或数字,不区分大小写,允许图形符号(回车符,换行符等),也允许有空格符。
eda简单课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握EDA(电子设计自动化)的基本概念,了解其在现代电子设计中的应用。
2. 使学生了解并掌握EDA工具的基本操作流程,包括原理图绘制、电路仿真和PCB布线等。
3. 帮助学生理解并掌握简单的数字电路设计原理,例如逻辑门、触发器等。
技能目标:1. 培养学生运用EDA工具进行原理图绘制和电路仿真的能力。
2. 培养学生运用EDA工具设计简单数字电路并进行PCB布线的能力。
3. 提高学生解决实际电子设计问题的能力,培养团队协作和沟通技巧。
情感态度价值观目标:1. 激发学生对电子设计的兴趣,培养创新意识和实践能力。
2. 培养学生严谨、细致、负责的学习态度,养成良好的电子设计习惯。
3. 增强学生的团队合作意识,培养互相尊重、共同进步的价值观。
课程性质:本课程为实践性较强的课程,结合理论教学,以学生动手实践为主。
学生特点:本课程针对的是高年级学生,他们已经具备一定的电子基础知识,具有较强的学习能力和动手能力。
教学要求:结合学生特点和课程性质,将课程目标分解为具体的学习成果,注重理论与实践相结合,提高学生的实际操作能力。
在教学过程中,关注学生的个体差异,因材施教,确保每个学生都能达到课程目标。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下三个方面:1. EDA基本概念及工具介绍:- 理解电子设计自动化(EDA)的定义及其在现代电子设计中的应用。
- 介绍常见的EDA工具,如Multisim、Protel等,并了解其功能特点。
2. EDA工具操作与使用:- 原理图绘制:学习如何使用EDA工具绘制原理图,掌握常用的电子元件及其符号。
- 电路仿真:学习运用EDA工具对电路进行仿真,分析电路性能。
- PCB布线:学习如何使用EDA工具进行PCB布线,了解布线规则和技巧。
3. 简单数字电路设计与实践:- 学习并掌握基本逻辑门、触发器等数字电路的设计原理。
- 结合EDA工具,设计并实现简单的数字电路,如计数器、寄存器等。
eda设计的基本流程EDA(Electronic Design Automation,电子设计自动化)是一种利用软件工具辅助电子系统设计的技术。
它通过提供各种设计、分析和验证工具,帮助电子工程师更高效地完成复杂电路的设计和实现。
下面将介绍EDA设计的基本流程。
第一步:需求分析在开始设计之前,首先需要明确设计的需求。
这包括确定电路的功能、性能要求以及预算限制。
通过与客户或团队内部的沟通,明确设计的目标是非常关键的。
第二步:电路设计在电路设计阶段,设计师需要使用专业的设计软件进行电路的原理图设计。
在设计过程中,要根据需求选择适当的器件和元件,进行电路拓扑结构的设计。
此外,还需要对元器件进行参数的选择和匹配,确保设计的电路能够满足性能指标。
第三步:电路验证电路设计完成后,需要进行验证。
验证的目的是确保设计的电路能够按照预期工作。
在验证过程中,通常会采用模拟仿真和数字仿真两种方法。
模拟仿真主要用于验证电路的连续性和稳定性,数字仿真则用于验证电路的数字逻辑功能。
第四步:PCB布局PCB(Printed Circuit Board,印刷电路板)布局是将设计的电路转化为实际的PCB板的过程。
在布局阶段,需要将电路元件放置在PCB 板上,并根据电路的要求进行布线。
良好的布局和布线是保证电路性能和可靠性的关键。
第五步:PCB制造PCB制造是将布局好的PCB板进行制造和生产。
制造的过程包括PCB板的切割、镀铜、蚀刻等步骤。
在制造过程中,需要确保PCB板的质量符合设计要求,并进行必要的测试和检验。
第六步:电路调试和测试在PCB制造完成后,需要对电路进行调试和测试。
通过对电路的电气特性和功能进行测试,可以确保电路工作正常,并找出任何潜在的问题。
在测试过程中,可能需要使用一些专用设备和仪器。
第七步:性能评估和优化在完成电路调试和测试后,可以对电路的性能进行评估。
根据评估结果,可以进行电路的优化。
优化的目标是提高电路的性能、降低功耗或减小尺寸等。
EDA课程设计学院:电子信息科学与技术班级:11级电信本(一)班姓名:王后影学号: 1 1 0 9 1 4 0 3 3辅导教师:肖开选基于LMP的流水线乘法累加器设计一、设计目的乘法累加器常在全硬件的数字信号处理的不同算法中用到。
本节通过一个8位流水线乘法累加器的实例介绍以顶层原理图为工程,VHDL文本描述和宏功能块为原理图元件的输入和设计方法。
二、设计原理本设计通过调用LPM加法器模块以及LPM乘法器模块构建一个乘法累加器,另外,本文还给出LPM库的乘法累加器模块ALTMULT_ADD,进过参数设置,能实现同上功能。
三、symbol图产生的symbol见附录。
四、设计结果及分析1、8位乘法累加器顶层设计图图(一)顶层设计图2、时序仿真波形图图(二)工程仿真波形图由上述波形可知:在clk的第四个上升沿后才得到第一个计算数据,之前都是0,这就是流水线结构的计算结果。
第四个上升沿得到结果为,而第五个上升沿后得到结果为,第六个上升沿后得到的结果为。
3、LPM库的乘法累加器模块图图(三)ALTMULT_ADD模块图五、附录1、ADD16B产生的symbol2、MULT8B产生的symbol3、FF8B产生的symbolVHDL有限状态机设计一、设计目的1、进一步熟悉和掌握Quartus软件的各模块功能的使用方法。
2、加深对VHDL语言的了解,熟悉VHDL语言的语法特点,深刻了解Quartus 软件仿真中出现的各种问题并能加以解决。
3、学习使用和查看状态转换图。
二、设计原理本设计说明部分中使用type语句定义新的数据类型。
状态变量(如现态和次态)应定义为信号,便于信息传递,并将状态变量的数据类型定义为含有既定状态元素的新定义的数据类型。
其中新定义的数据类型名是FSM_ST,其元素类型分别为s0,s1,s2,s3,s4,使其恰好表述状态机的五个状态。
在此设计模块说明部分,定义了五个文字参数符号,代表五个状态。
对于此程序,如果异步清零信号reset有过一个复位脉冲,当前状态即可被异步设置为S0;与此同时,启动组合进程,“执行”条件分支语句。
三、设计程序设计程序见附录。
四、设计结果及分析1、生成symbol图图(一)symbol图2、时序波形图通过分析波形,进一步了解状态机的工作特性。
需要注意,reset信号是低电平有效的,而clk是上升沿有效的,所以reset有效脉冲后的第一个时钟脉冲是第二个clk脉冲,第三个脉冲的上升沿后,现态c_st即进入状态S1.同时输出8,即“1000”。
图(二)仿真时序波形图3、状态图图(三)波形图五、附录设计程序:library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity fsm_exp isport(clk,reset :in std_logic;state_inputs:in std_logic_vector(0 to 1);comb_outputs:out integer range 0 to 15 );end fsm_exp;architecture behav of fsm_exp istype fsm_st is (s0,s1,s2,s3,s4);signal c_st,next_state:fsm_st;beginreg:process (reset,clk)beginif reset='0' then c_st<=s0;elsif clk='1' and clk'event then c_st <= next_state;end if;end process reg;com:process (c_st,state_inputs)begincase c_st iswhen s0 => comb_outputs <= 5;if state_inputs="00" then next_state <= s0;else next_state <= s1;end if;when s1 => comb_outputs <= 8;if state_inputs="01" then next_state <= s1;else next_state <= s2;end if;when s2 => comb_outputs <= 12;if state_inputs="10" then next_state <= s0;else next_state <= s3;end if;when s3 => comb_outputs <= 14;if state_inputs="11" then next_state <= s3;else next_state <= s4;end if;when s4 => comb_outputs <= 9; next_state <= s0;when others => next_state <= s0;end case;end process com;end behav;多进程结构的Moore型机一、设计目的1、进一步熟悉和掌握Quartus软件的各模块功能的使用方法。
2、加深对VHDL语言的了解,熟悉VHDL语言的语法特点,深刻了解Quartus 软件仿真中出现的各种问题并能加以解决。
3、学习使用和查看状态转换图。
二、设计原理本设计中的组合过程可以分为两个组合进程:一个负责状态译码和状态转换,另一个负责对外控制信号输出,从而构成一个三进程结构的有限状态机,其功能与前者一样,但程序结构更加清晰,功能分工更加明确。
Moore型状态机的输出仅为当前状态的函数,这类状态机在你输入发生变化时还必须等待时钟的到来,时钟使状态发生变化时才导致输出的变化,所以比Mealy机要多等待一个时钟周期。
三、设计程序设计程序见附录。
四、设计结果及分析1、生成symbol图图(一)symbol图2、时序波形图图(二)仿真时序波形图上图显示了一个完整的采样周期。
复位信号后即进入状态s0,第二个时钟上升沿后,状态机进入状态s1(即cs=s1),由start、ale发出启动采样和地址选通的控制信号。
之后,eoc由高电平变为低电平,0809的8位数据输出端呈现高阻态“ZZ”。
在状态s2,等待clk数个时钟周期之后,eoc变为高电平,表示转述结束。
3、状态机图(三)波形图五、附录设计程序:library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity adc0809 isport( d:in std_logic_vector(7 downto 0);clk,rst:in std_logic;eoc:in std_logic;ale:out std_logic;start,oe:out std_logic;adda,lock_t:out std_logic;q:out std_logic_vector(7 downto 0));end adc0809;architecture behav of adc0809 istype states is (s0,s1,s2,s3,s4);signal cs,next_state:states := s0;signal regl:std_logic_vector(7 downto 0);signal lock:std_logic;beginadda <= '0';lock_t <= lock;com:process(cs,eoc)begincase cs iswhen s0 => ale <= '0';start <= '0';oe <= '0';lock <= '0';next_state <= s1;when s1 => ale <= '1';start <= '1';oe <= '0';lock <= '0';next_state <= s2;when s2 => ale <= '0';start <= '0';oe <= '0';lock <= '0';if(eoc='1') then next_state <= s3;else next_state <= s2;end if;when s3 => ale <= '0';start <= '0';oe <= '1';lock <= '0';next_state <= s4;when s4 => ale <= '0';start <= '0';oe <= '1';lock <= '1';next_state <= s0;when others => ale <= '0';start <= '0';oe <= '0';lock <= '0';next_state <= s0;end case;end process com;reg:process(clk,rst)beginif rst='1' then cs <= s0;elsif clk'event and clk='1' then cs <= next_state;end if;end process reg;latch1:process (lock)beginif lock='1' and lock'event then regl <= d;end if;end process latch1;q <= regl;end behav;序列检测器之状态机设计一、设计目的1、进一步熟悉和掌握Quartus软件的各模块功能的使用方法。
2、加深对VHDL语言的了解,熟悉VHDL语言的语法特点,深刻了解Quartus 软件仿真中出现的各种问题并能加以解决。