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EDA 技术与应用的二选一选择器学院名称： 东方学院专 业： 电子信息工程班 级：学 号：姓 名：指导教师姓名：指导教师职称：2007年 4 月24日JIANGSU TEACHERS UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 本科课程设计（论文）二选一选择器一.设计目的1.学习VHDL编程；2.进一步熟悉实验箱电路；二.设计指标及功能要求设计指标：（1）对所设计的小系统功能正确分析；（2）基于VHDL语言描述系统的功能；（3）在QUARTUSⅡ环境中编译通过；（4）仿真通过，并得到正确的波形；（5）给出相应设计报告；功能要求：1.用VHDL语言设计可控加减计数器；2.至少两层电路，底层有三种元件；3.使得其执行可控加，减记数；三.实验步骤1.建立Light目录，用于存放本实验所建立的文本2.点击“File New”,在出现的对话框中，选择“VHDL File”进入文本编辑器。
3.输入VHDL语言源文件。
4.点“Save as”，保存该源文件。
5.进行编译，点“start compilation”,若语句有错会有提示，修改后重新编译直到无错误。
6.点“File New”,选择“Vector Waveform File”,建立仿真输入文件.7.点“End time”,输入终止时间（表示波形长度）.点“light”将所有信号选中或部分选中。
点“start simulation”.运行波形，直至正确。
四、电路工作原理首先，用异或门控制输入端，加一个脉冲信号。
在其后方分别加上加法计数器和减法计数器：来一个脉冲，当异或门输出为0时，减法计数器开始工作，当输出为1时，加法计数器工作。
这样，利用给异或门加不同的信号来控制加减计数器。
五.各子模块设计与调试过程library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity ora isport(a:in std_logic;b:out std_logic);end entity;architecture one of ora isbeginb<=not a;end architecture;library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity noxa isport(a,b:in std_logic;c:out std_logic);end entity;architecture one1 of noxa isbeginc <= a xor b;end architecture;library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity cnt10a isport(CP,EN:in std_logic;q:out std_logic_vector(3 downto 0)); end cnt10a;architecture one of cnt10a isbeginprocess(CP,EN)variable q1:std_logic_vector(3 downto 0);beginif(CP'event and CP='1') thenif EN='1' thenif(q1<9) then q1:=q1+1;else q1:=(others=>'0');end if;end if;end if;q<=q1;end process;end one;library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;use ieee.std_logic_arith.all;entity cnt10b isport(CP,EN:in std_logic;q: out std_logic_vector(3 downto 0)); end cnt10b;architecture one of cnt10b isbeginprocess(CP,EN)variable q1:std_logic_vector(3 downto 0);beginif(CP'event and CP='1') thenif EN='1' thenif(q1=0) then q1:="1001";else q1:=q1-1;end if;end if;end if;q<=q1;end process;end;library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity kekong isport(a1,b1,cp1:in std_logic;cq1,cq2:out std_logic_vector(3 downto 0)); end entity;architecture wowo of kekong iscomponent noxa isport(a,b:in std_logic;c:out std_logic);end component;component ora isport(a:in std_logic;b:out std_logic);end component;component cnt10a isport(CP,EN:in std_logic;q:out std_logic_vector(3 downto 0)); end component;component cnt10b isport(CP,EN:in std_logic;q: out std_logic_vector(3 downto 0)); end component;signal k,j:std_logic;beginu1:noxa port map(a=>a1,b=>b1,c=>k);u2:ora port map(a=>k,b=>j);u3:cnt10a port map(EN=>k,CP=>CP1,Q=>cq1);u4:cnt10b port map(EN=>j,CP=>CP1,q=>cq2); end architecture wowo;六、波形调试：七、感想：通过对EDA程序的使用，我发现该程序的实用性！其次，对数字电路的知识也不能遗忘，还要正确使用VHDL语言，通过调试能正确的改错！并且对调试后的波形进行正确的分析。
郑州工商学院
实验报告册所属课程名称：EDA技术及应用
院部：工学院
专业：电子科学与技术
班级：1702班
学号：170508070246
姓名：刘应许
指导教师：靳世红
1.新建一个工程,为工程指定工作目录,分配工程名称以及指定是最高层设计实体名称.将设计文件加入工程中,选择目标器件,选择综合器和仿真器,结束设计.
2.输入源文件,选择源文件类型,之后出现原理图文件编辑界面,工程中出现Block1.vhd文件.
3.输入VHDL代码.
4.打开波形编辑器,输入信号节点,编辑输入信号波形,观察仿真结果.仿真完成后可查看输出波形.
5.查看电路图.
二选一数据选择器
三人表决器。
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）。
实验三 4位2选1多路选择器的设计与实现一．实验目的1．使用ISE软件设计并仿真；2．学会程序下载。
二．实验内容使用ISE软件进行4位2选1多路选择器的设计与实现。
三．实验步骤1. 编写文本文件并编译2. 软件仿真3. 进行硬件配置四．实验原理1. ISE软件是一个支持数字系统设计的开发平台。
2. 用ISE软件进行设计开发时基于相应器件型号的。
注意：软件设计时选择的器件型号是与实际下载板上的器件型号相同。
3. 图3-1所示为4位2选1多路选择器的原理图，本实验中用Verilog语句来描述。
图3-1 4位2选1多路选择器的原理图（1）新建工程双击桌面上“ISE Design Suite 14.7”图标，启动ISE软件(也可从开始菜单启动)。
每次打开ISE都会默认恢复到最近使用过的工程界面。
当第一次使用时，由于还没有历史工程记录，所以工程管理区显示空白。
选择File New--Project 选项，在弹出的对话框中输入工程名称并指定工程路径。
点击Next按钮进入下一页，选择所使用的芯片及综合、仿真工具。
计算机上安装的所有用于仿真和综合的第三方EDA工具都可以在下拉菜单中找到。
在图中我们选用了Spartan6 XC6SLX16芯片，采用CSG324封装，这是NEXYS3开发板所用的芯片。
另外，我们选择Verilog作为默认的硬件描述语言。
再点击Next按钮进入下一页，这里显示了新建工程的信息，确认无误后，点击Finish就可以建立一个完整的工程了。
（2）设计输入和代码仿真在工程管理区任意位置单击鼠标右键，在弹出的菜单中选择New Source命令，选择Verilog Module输入，并输入Verilog文件名。
单击Next按钮进入端口定义对话框。
其中Module Name栏用于输入模块名，这里是mux24a，下面的列表框用于端口的定义。
Port Name表示端口名称，Direction表示端口方向(可选择为input、output或inout)，MSB表示信号最高位，LSB表示信号最低位，对于单信号的MSB和LSB不用填写。
EDA 技术与VHDL实验指导书通信实验室编制2012年9月实验一组合电路的设计 (3)实验二时序电路的设计.................................错误!未定义书签。
实验三8位全加器的设计................................错误!未定义书签。
实验四含异步清零和同步时钟使能的加法计数器的设计错误!未定义书签。
实验五十六进制七段数码显示译码器设计.错误!未定义书签。
实验六数控分频器的设计.............................错误!未定义书签。
实验七序列检测器的设计.............................错误!未定义书签。
实训一组合电路的设计一、实验目的熟悉QuartusⅡ的VHDL文本设计流程全过程, 学习简单组合电路的设计、多层次电路设计、仿真和硬件测试。
二、实验内容1: 首先利用QuartusⅡ完成2选1多路选择器的文本编辑输入(mux21a.vhd)和仿真测试等步骤, 给出仿真波形。
最后在实验系统上进行硬件测试, 验证本项设计的功能。
2：将此多路选择器看成是一个元件mux21a, 利用元件例化语句描述一个双2选1多路选择器, 并将此文件放在同一目录中。
三、实验仪器ZY11EDA13BE型实验箱通用编程模块, 配置模块, 开关按键模块, LED显示模块。
四、实验原理1.2选1多路选择器的VHDL源代码ENTITY mux21a ISPORT ( a, b, s: IN BIT;y : OUT BIT );END ENTITY mux21a;ARCHITECTURE one OF mux21a ISBEGINPROCESS (a,b,s)BEGINIF s = '0' THEN y <= a ; ELSE y <= b ;END IF;END PROCESS;END ARCHITECTURE one ;下图为本例2选1多路选择器的仿真图形2.双2选1多路选择器以下是部分参考程序:...COMPONENT MUX21APORT ( a, b, s : IN STD_LOGIC;y : OUT STD_LOGIC);END COMPONENT ；...u1 : MUX21A PORT MAP(a=>a2, b=>a3, s=>s0, y=>tmp);u2 : MUX21A PORT MAP(a=>a1, b=>tmp, s=>s1, y=>outy);END ARCHITECTURE BHV ;五、实验报告:根据以上的实验内容写出实验报告, 包括程序设计、软件编译、仿真分析、硬件测试和详细实验过程；给出程序分析报告、仿真波形图及其分析报告。
二选一数据选择器目录一：数据选择器的基本原理 (3)二电路逻辑功能 (2)2.1 电路逻辑图 (2)2.2真值表与表达式 (3)2.3电路设计及仿真 (3)三版图设计 (5)3.1总体版图设计及DRC验证 (5)3.1.1数据选择器版图设计步骤 (5)3.1.2版图验证 (8)3.2版图仿真 (9)四数据选择器版图LVS对比 (10)五结论及体会 (12)一：数据选择器的基本原理数据选择器是指经过选择，把多个通道的数据传送到唯一的公共数据通道上去，实现数据选择功能的逻辑电路称为数据选择器。
它的作用相当于多个输入的单刀多掷开关，其示意图如下：图1 n位通道选择信号数据选择器除了可以实现一些组合逻辑功能以外，还可以做分时多路传输电路、函数发生器及数码比较器等。
常见的数据选择器有4选1、8选1、16选1电路。
在多路数据传送过程中，能够根据需要将其中任意一路选出来的电路，叫做数据选择器数据选择器(MUX)的逻辑功能是在地址选择信号的控制下，从多路数据中选择一路数据作为输出信号下图所示为二选一数据选择器原理图，a,b为输入端，sel为控制端，out为输出端图1-1数据选择器原理图二电路逻辑功能2.1 电路逻辑图=+(S是数据选择控制端，S为0时选择A，为1时选S择B）Y SA SB要实现2选1选择器，逻辑电路图如下所示图2-1数据选择器逻辑电路图2.2真值表与表达式二选一数据选择器逻辑表达式为：Y SA SB =+根据逻辑表达式所列真值表如下图所示图2-2数据选择器真值表图2.3电路设计及仿真根据原理电路图并使用S-Edit 软件设计出数据选择器的电路图及对应符号图如下：S A B Y 01 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0图2-3数据选择器符号图根据符号图并使用S-Edit软件设计出的数据选择器电路图如下所示图2-4数据选择器电路图导出的SPICE文件，如下图所示图2-5 spice文件加载包含文件，如下图所示图2-6 加载后的SPICE文件在其基础上进行仿真：下图从上到下依次为Y. S B A,结合逻辑表达式及真值表可知，电路为正确的图2-7 模拟波形仿真图三版图设计3.1总体版图设计及DRC验证3.1.1数据选择器版图设计步骤（1）新建文件夹：在电脑本地磁盘新建文件夹，文件夹名为shuju。
第一章1-1 EDA 技术与 ASIC 设计和 FPGA 开发有什么关系答：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。
实验二多路选择器一、实验目的1．熟练掌握多路选择器的设计方法；2．用VHDL语言中不同的语句来描述。
二、实验原理四选一多路选择器的原理如下图及下表，由Sl，S0来选择d0 ，dl ，d2 ，d3的信号，并使其能在Q上输出。
三、实验内容1、用VHDL语言的不同语句分别描述任务选择器，并通过编译仿真比较不同语句描述的区别。
2、通过仿真下载并通过硬件验证实验结果。
四、实验报告要求l、写出几种不同的VHDL源程序；2、画出电路的时序仿真波形；3、分析不同VHDL语句的优劣；4、写出设计心得体会。
五、思考题：1、如何设计一个3选1的选择器？1新建一个文件夹2 新建VHDL文件输入LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITY mux4 ISPORT (d0,d1,d2,i3, Sl, S0:IN STD_LOGIC;q:OUT STD_lOGIC);END mux4;ARCHITECTURE body_mux4 OF mux4 ISBEGINprocess(d0,d1,d2,i3, Sl, S0)variable muxval :integer range 7 downto 0;beginmuxval :=0;if S0='1') then muxval :=muxval+1; end if;if Sl ='1') then muxval :=muxval+2; end if;case muxval iswhen 0=>q<=d0;when 1=>q<=d1;when 2=>q<=d2;when 3=>q<=d3;when others =>null;end case;end process;END body_mux4;3保存4新建项目3processing—Startcompilation4 new—vector waveform file5edit—end time6file—save as7view—qtility windows—node finder—list8assigment setting—category——simulatorsettings 1 run simulation untilall2simulation verification glitch 1nssimulation 9processing start simulation。
福建农林大学金山学院信息工程类实验报告课程名称：EDA技术姓名：邱彬彬系：信息与机电工程系专业：电子信息工程专业年级：2010级学号：100201079指导教师：蔡剑卿职称：讲师2013年05月03日实验项目列表福建农林大学金山学院信息工程类实验报告系：信息与机电工程系专业：电子信息工程年级： 2010级姓名：邱彬彬学号： 100201079 实验课程： EDA技术实验室号：__田实405 实验设备号： 2B 实验时间： 2013年4月13日指导教师签字：成绩：实验一Quartus II 9.0软件的使用1．实验目的和要求本实验为验证性实验，其目的是熟悉Quartus II 9.0软件的使用，学会利用Quartus II 9.0软件来完成整个EDA开发的流程。
2．实验原理利用VHDL完成电路设计后，必须借助EDA工具中的综合器、适配器、时序仿真器和编程器等工具进行相应的处理后，才能使此项设计在FPGA上完成硬件实现，并得到硬件测试，从而使VHDL设计得到最终的验证。
Quartus II是Altera提供的FPGA/CPLD开发集成环境，包括模块化的编译器，能满足各种特定设计的需要，同时也支持第三方的仿真工具。
3．主要仪器设备（实验用的软硬件环境）实验的硬件环境是：微机一台GW48 EDA实验开发系统一套电源线一根十芯JTAG口线一根USB下载线一根USB下载器一个实验的软件环境是：Quartus II 9.0软件4．操作方法与实验步骤利用Quartus II 9.0软件实现EDA的基本设计流程：创建工程、编辑文本输入设计文件、编译前设置、全程编译、功能仿真。
利用Quartus II 9.0软件实现引脚锁定和编译文件下载。
利用Quartus II 9.0软件实现原理图输入设计文件的编辑和产生相应的原理图符号元件。
5．实验内容及实验数据记录安装QUARTUSII软件；因为实验时我的机器了已经有QUARTUSII软件，所以我并没有进行安装软件的操作。
实验一二选一数据选择器VHDL设计Quartus II 6.0开发环境与EDA实验箱使用一实验目的1．熟悉在Quartus II 6.0环境下原理图输入方法。
2．熟悉Quartus II 6.0环境下编辑、编译综合、仿真的操作方法。
3、掌握利用EDA软件进行电路设计的详细流程；4、熟悉EDA实验箱的基本使用方法。
学会对实验板上的FPGA/CPLD进行编程下载，硬件验证自己的设计项目。
二实验仪器PC机、Quartus II 6.0软件三实验内容1．详细解读教材117页。
2．在QuartusⅡ上输入该设计的原理图，并进行编辑、编译、综合、适配、仿真。
3．给出其所有信号的时序仿真波形。
四实验原理及步骤1．启动Quartus II 6.0软件在桌面上双击Quartus II 6.0图标或者在开始—>所有程序—>Altera—> Quartus II 6.0，如下图2．建立工作库文件夹及工程任何一次设计都是一项工程（Project），所有此工程相关的所有设计文件都需要放在同一个文件夹里。
不同的设计放在不同的文件夹中。
在E盘下建立一个存放本次设计的工程文件夹，比如“shiyan1”。
注意不要使用中文文件夹，文件夹的存放路径也不要包含中文。
注意本实验室计算机C盘和D盘是重启后复原，不要将任何文件和文件夹放置在桌面或者C、D盘下。
初次打开Quartus II 6.0，会有如图提示：选择是的情况下，首先是新工程向导：介绍下一步下一步下一步，选择目标芯片，首先在Family栏选择ACEX1K系列，然后选择此系列的具体芯片:EP1K30TC144-3。
注意不要选成了EP1K30TC144-3。
下一步就点完成。
3．建立文本程序文件选择File菜单下的New或者直接点击工具栏中的新建图标，选择新建文件类型为VHDL File。
接下来另存文件：保存时需更改文件名与项目名称一样，注意保存在同一个工程文件夹下面。
