基于EDA技术的现代电子设计方法
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数字电子技术基础_华中科技大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.计算CMOS逻辑门的扇出数时,只使用静态的输入电流和输出电流计算。
参考答案:错误2.某时序电路的状态转换图如图所示,若输入序列X = 110101(从最左边的位依次输入)时,设起始状态为【图片】,则输出序列为。
【图片】参考答案:1011013.JK触发器有使输出不确定的输入条件。
参考答案:错误4.所有触发器的建立时间都不为零。
参考答案:正确5.由或非门构成的基本SR锁存器在S=1、R=0时,将使锁存器进入置位状态。
参考答案:正确6.锁存器和触发器都属于双稳态电路,它们存在两个稳定状态,从而可存储、记忆1位二进制数据。
对吗?参考答案:正确7.CMOS门电路的特点:静态功耗;而动态功耗随着工作频率的提高而;输入电阻;抗干扰能力比TTL 。
参考答案:极低;增加;很大;高8.74LVC系列CMOS与非门在+3.3V电源工作时,输入端在以下哪些接法下属于逻辑0(74LVC系列输出和输入低电平的标准电压值为【图片】)?参考答案:输入端接低于0.8V的电源_输入端接同类与非门的输出低电平0.2V_输入端接地_输入端到地之间接10kΩ的电阻9.下列哪些CMOS门可以将输出端并接使用?参考答案:漏极开路(OD)输出_三态(TS)输出10.根据最简二进制状态表确定输出函数表达式时,与所选触发器的类型无关。
参考答案:正确11.下图各个CMOS电路中,V IL、V IH分别为输入低、高电平。
指出输出高电平的电路有。
参考答案:_12.传输延迟时间是表征门电路开关速度的参数,它说明门电路在输入脉冲波形的作用下,其输出波形相对于输入波形延迟了多长时间,其数值与电源电压VDD及负载电容的大小有关。
参考答案:正确13.按照制造门电路晶体管的不同,集成门电路分为MOS型、双极型和混合型。
对吗?参考答案:正确14.下图中,A、B为某逻辑电路的输入波形,Y为输出波形,则该逻辑电路为。
基于EDA技术课程的电子专业教学改革实践【摘要】电子设计自动化(EDA)技术在电子专业教学中的应用日益广泛,本文通过对EDA技术在电子专业教学改革实践的探讨,旨在探索如何更好地借助先进的技术手段提升教学效果。
文章首先介绍了EDA技术在电子专业教学中的应用及在教学改革中的优势,接着分析了相关教学案例并探讨了其效果评估。
随后具体探讨了EDA技术在电子专业教学中的具体应用情况,证明了其在提高学生实践能力和创新能力方面的重要作用。
结论部分总结了EDA技术课程对电子专业教学改革的推动作用,展望了未来的发展方向,最终指出了本文研究的重要性和意义。
通过本文的探讨,希望能为电子专业教学改革提供一定的参考和借鉴。
【关键词】EDA技术课程、电子专业、教学改革、实践、应用、优势、案例分析、具体应用、效果评估、推动作用、发展展望、总结。
1. 引言1.1 背景介绍电子设计自动化(Electronic Design Automation,EDA)技术是指利用计算机软件来辅助进行电路设计的一种先进技术。
随着信息技术的迅速发展,EDA技术在电子产业中的应用越来越广泛,对提高电路设计效率、降低设计成本、提高设计质量都起着至关重要的作用。
在当今数字化时代,电子专业的教学也需要不断改革与创新,以适应行业发展的需求。
随着电子产业的不断发展,传统的电子专业课程教学已经难以满足行业要求。
传统的课程教学方式往往局限于理论知识的传授,缺乏实际操作和实践能力的培养。
如何将先进的EDA技术引入电子专业教学,促进学生的实际能力培养,提高教学效果,已成为当前亟待解决的问题之一。
本文将围绕EDA技术课程在电子专业教学改革中的应用展开探讨,通过案例分析和具体应用实例,探讨EDA技术在电子专业教学改革中的优势和效果评估。
希望能够为电子专业教学改革提供参考,推动电子专业教学朝着更加实用和有效的方向发展。
1.2 研究目的本研究的目的是通过探讨EDA技术在电子专业教学中的应用及其在教学改革中的优势,分析电子专业教学改革实践案例,并针对EDA技术在电子专业教学中的具体应用进行深入剖析,以及对教学改革效果进行评估,从而全面了解EDA技术课程对电子专业教学改革的推动作用。
基于EDA技术的MCS-51IP核设计摘要:伴随着微电子技术的进步,电子设计自动化(eda)技术逐渐成为重要的电子设计方法,已广泛应用于各个许多领域。
本文主要介绍利用eda技术设计出一种基于mcs-51的可扩展多功能单片机ip核。
关键词:eda mcs-51 ip核中图分类号:g642 文献标识码:a 文章编号:1672-1578(2011)03-0066-021 引言eda是(electronic design automation)的缩写即电子设计自动化。
eda的关键技术之一就是ip核(intellectual property)。
ip 核是一段具有特定电路功能的硬件描述语言程序,具有可移植性,并具有很高的通用性和灵活性,可以通过软件编程完成用户需要的,不同的,特定的功能,可以任意使用在各种嵌入式微控制系统中。
嵌入式ip核的应用,大幅降低了设计成本,缩短了设计周期。
成为当今soc的重要设计手段。
在eda技术和开发中占有重要的地位。
2 系统介绍本文的设计工具是altera公司的quartus ii,用vhdl语言进行描述,采用自顶向下的设计原则。
mc8051 ip core顶层结构图如图1所示,图1中指示了mc805l_core的顶层结构以及与三个存储模块的连接关系,同时显示了顶层的输入输出i/o口。
定时器/计数器和串行接口单元对应于图1中的mc8051_tmrctr和mc8051_siu模块,数量是可选择的,在图中用虚线表示。
mc8051 ip core核心由定时器/计数器、alu、串行接口和控制单元各模块组成。
rom和ram模块不包括于核心内,处于设计的顶层,方便于不同的应用设计及仿真。
3 系统实现3.1可编程时间间隔定时/计数器8254的设计任何微型计算机系统中都存在定时控制问题,可编程时间间隔定时、计数器8254的设计是在使用软件控制下的精确时间延迟,这样可以解决定时控制问题。
内部结构如图2所示。
浅析EDA技术在电子设计中的应用作者:庄培煜来源:《中国科技纵横》2014年第05期【摘要】 EDA电子技术的应用,在设计领域掀起了一场技术革命,现在发展特别迅速,是电子信息时代不可或缺的技术。
这篇文章讲述了EDA技术目前状况、未来走向以及要点,并且探讨了EDA技术的应用发展。
【关键词】 EDA 电子设计信息时代1 引言Electronic Design Automation是EDA的英文全称,翻译过来就是电子设计的自动化,是由CAT、CAM、CAE、CAD这四个概念变化发展来的,在软件应用上,EDA采用HDL语言、逻辑编译自动化、分割、简化、仿真、布局线以及充分应用计算机的技术,是为了辅助电子电路设计、PCB设计和IC技术这三方面的工作,EDA的成长历程主要经过了三个阶段,计算机的CAD辅助阶段、CAE工程阶段以及EDA自动化阶段。
2 EDA技术的应用现状及趋势半导体技术的每一次跃升和发展,都进一步推动着EDA的不断进步,面对产品低功耗、低成本的需求,IC产业迅速发展,也面临着很大的挑战和压力,工程师也不得不选择效率更高的EDA工具。
设计师们一方面考虑物理特性对设计的功能、可靠性、时序的影响,一方面考虑到过多的设计压力下,必须用术语和抽象的形式来表述设计,必须提高EDA技术测试微米技术与验证的能力以及抽象的设计特色。
现在EDA技术在向不同的几个方面发展,硅虚拟原型是纳米设计中的一个非常重要的因素,能够快速地查找芯片性能,得出正确的版图,提供相关的功耗、裸片尺寸以及相关时序,可测性技术,为了减少投入、减短周期,近年来可测性技术受到了广泛的关注,设计师们对此技术也非常青睐,通过这些技术可以顺利检测桥接故障和阻抗过孔。
3 EDA技术的关键要点电子系统的电路结合、连接形式和逻辑功能都是用软件编程的方式来描述的,HDL就是所谓的硬件描述语言,能够应用于硬件电子系统设计过程中,通常大规模的设计也是使用这种语言。
基于EDA技术的多功能信号发生器的设计摘要在现代电子技术的研究及应用领域中,常常需要高精度且频率可调的信号源。
随着通信技术的发展,频道的分布日趋密集,高精度、高稳定度的通信频率就显得更加重要。
本课题的研究EDA频率可调数字信号发生器的设计方案和具体实现。
按照EDA开发流程,采用VHDL语言对FPGA进行编程来实现DDS功能。
详细介绍了信号发生器得发展,数字波形的基本原理和波形发生器的设计过程。
用VHDL语言编写了波形发生器的代码,进行了时序仿真,各模块都在逻辑综合工具QuartusⅡ下进行了综合,完全符合设计要求,并编程下载到EPF10KLC84-4,经D/A转换器将波形数据转换成模拟数据,再通过低通滤波器输出。
并且可以通过控制实验箱上的四个按键,能在示波器上观察到频率可调的正弦波、三角波、方波和锯齿波,频率范围是10HZ~250KHZ。
关键词:EDA;FPGA;D/A转换器;信号发生器;频率可调IIA Study of Multi-Functional Signal GeneratorBased on EDAIIIIAbstractIn the study and applied field of modern electric technology, highprecise and changeable signal source is needed. With communication technology developing and the distribution of channel tending dense, high precise and high stable communication frequency appears to be more and more important.This subject is to study design scheme and implementation of EDA changeable signal digital signal generator. According to EDA developing process, FPGA is programmed in VHDL language to achieve DDS function. This paper in detail introduces the development of signal generator, the basic principle of digital waveform and the design process of waveform generator. The code of waveform generator programmed in VHDL language will be simulated by time sequence. If each module synthesized by logically combined tool-QuartusⅡcorresponds completely to the design demand, they will be programmed and loaded down to EPF10KLC84-4. Waveform data will be shifted to analog data through D/A converter, then will be outputthrough low pass filter. Meantime, by controlling the four keys on the IIIIIIexperiment case, changeable signal sinusoid wave, triangular wave, square wave and sawtooth wave can be seen on the oscillogragh, whose frequency scope is 10HZ~250HZ.Keywords:EDA;FPGA;D/A converter;signal generator;changeable signalIVIV目录摘要 (I)Abstract .................................................................................................................. I I第1章引言 (7)1.1 概述(小三号、黑体,段前6磅、段后6磅) (7)1.2 信号发生器的国内外发展状况 (7)1.3 信号发生器的分类 (7)1.4 各类信号发生器特点 (8)1.4.1 传统信号发生器的设计原理 (8)1.4.2 数模转换型信号发生器 (8)1.5 本文的主要研究内容 (9)第2章 EDA简介与FPGA基础 (10)2.1 EDA简介 (10)2.1.1 EDA技术 (10)2.1.2 从传统的电子电路设计方法到EDA技术 (10)2.2 FPGA可编程逻辑器件原理与结构 (12)2.3 FPGA开发过程 (13)2.4 硬件描述语言VHDL (17)2.4.1 概述 (17)2.4.2 VHDL语言的特点 (17)2.4.3 VHDL的基本结构 (18)第3章多功能信号发生器的整体方案 (20)3.1概述 (20)3.2数字信号发生器的方案综述 (20)3.1.1 直接数字法 (20)3.1.2 基于相位累加器的直接数字合成法的工作原理 (21)3.2 数字波形生成的基础知识 (21)3.2.1存储器与波形数据 (21)3.2.1 波形发生器的系统组成 (22)3.2.2 多功能信号发生器的总体系统方框图 (23)第4章QuartusⅡ的基本使用 (24)4.1概述 (24)VV4.2 QuartusⅡ在Windows XP上的安装设置 (24)第5章频率可调的多功能信号发生器 (26)5.1各种波形产生模块 (26)5.1.1正弦波产生的原理 (26)5.1.2波形数据产生器实现程序 (27)5.2数据选择器模块 (29)4.1 5.3 D/A转换模块 (29)5.4仿真波形 (30)结论 (33)致谢 (34)附录 (36)VIVI第1章引言1.1概述(小三号、黑体,段前6磅、段后6磅)信号发生器是一种常用的信号源,广泛应用于电子电路、自动控制和科学试验等领域。
随着大规模集成电路和电子计算机的迅速发展,电子电路分析与设计方法发生了根本性变革。
以计算机辅助分析与设计为基础的电子设计自动化EDA (Electronic Design Automation)技术已经广泛应用于集成电路与系统的设计中。
电子设计自动化技术改变了以定量计算、估算和实验为基础的传统电子电路设计方法,使产品从电路设计、性能分析、参数优化到PCB(印制电路板)和专用集成电路设计,可以由计算机完成,实现了整个过程成的自动化。
因此,EDA 刚一出现,便在电子工程设计领域刮起一场狂飙,引发了一场设计方法的大革命。
所以,新一代电子设计工程师以及从事电子技术开发和研究的人员必须掌握EDA 技术。
一、EDA技术的简介EDA是电子设计自动化(Electronic Design Automation)的缩写,是从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集数据库、图形学、图论与拓扑逻辑、计算数学、优化理论等多学科最新理论于一体,是计算机信息技术、微电子技术、电路理论、信息分析与信号处理的结晶。
它能根据硬件描述语言自动完成逻辑编译、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。
20世纪90年代以来,微电子技术以惊人的速度发展,其工艺水平达到深亚微米级,在一个芯片上可继承数百万乃至上千万只晶体管,工作速度可达到GHz,这为制造出规模和信息容量更大,速度更快的芯片系统提供了条件,但同时也对EDA系统提出了更高的要求,并促进了EDA技术的发展。
此阶段出现了以高级语言描述、系统仿真和综合技术为特征的第三代EDA技术。
它不仅极大地提高了系统的设计效率,而且使设计人员摆脱了大量的辅助性及基础性工作,从而能够将精力集中于创造性的方案与概念的构思上。
EDA技术在进入21世纪后,得到了更大的发展,突出表现在以下几个方面:1)在FPGA上实现DSP应用成为可能;用纯数字逻辑进行DSP模块的设计,使得高速DSP实现成为现实,并有力地推动了软件无线电技术的实用化和发展。
EDA技术及其在现代电子系统设计中的应用1.杭州如隆自动化科技有限公司,浙江省杭州市310000 2.宁波依恒智能科技有限公司,浙江省宁波市,315000摘要:在电子技术设计领域,广泛使用可编程逻辑装置。
这些装置在数字系统设计方面提供了极大的灵活性和通用性。
可以对这些设备进行编程,以重建其硬件结构和工作方式,从而使硬件设计与软件设计一样方便。
这大大改变了传统数字系统的设计方法、设计过程和概念,并有助于EDA技术的迅速发展。
EDA技术作为一种重要的现代电子设计工具在应用中发挥着越来越重要的作用,其应用范围广泛。
基于此,文章介绍了EDA技术,分析了EDA技术在现代电子设计中的应用特点和重要性。
它审查了EDA技术的主要内容、EDA技术的电子设计过程和EDA技术的应用,以便就如何促进电子技术的设计、研究和应用的有序发展提供一些思路。
关键词:EDA技术;现代电子设计;应用分析前言EDA技术是1990年代迅速发展的一项新技术,也是现代电子设计的一个新趋势。
它以it工作平台为基础,集成了一系列技术,如it技术、电子技术和智能技能,实现了电子产品的自动化设计。
与此同时,EDA技术是当今信息时代发展的必然趋势,其应用在信息、通信、半导体和电子部件等许多行业越来越普遍。
它是现代电子设计的核心,在现代电子设计中发挥着必不可少的作用因此,研究EDA技术在现代电子设计中的应用十分重要。
一、EDA技术概述1.EDA技术的涵义EDA是电子设计的自动化。
EDA技术是现代电子技术的主要发展趋势,在仿真和电子技术中起着非常重要的作用。
在电子设计技术中,在系统中应用可编程逻辑装置可以大大提高电子产品的工作灵活性。
Chen或编程软件中可编程逻辑设备的工作方式和结构进一步提高了设计硬件的灵活性。
可编程逻辑框架的运作方式和结构原则发生了变化,改变了以往数字系统的设计方法、概念和流程,促进了现代电子技术的创新。
随着可编程逻辑器件技术的成熟和计算机技术的迅速发展,EDA技术在现代电子设计行业中的应用越来越广泛。
基于EDA技术的现代电子设计方法
【摘要】人类现已进入高度发达的信息化时代。
信息技术的核心是基于微电子技术的大规模集成电路,而大规模集成电路的核心技术是以计算机为平台的EDA技术。
本文简要介绍了利用EDA技术设计电路的流程,并运用QuartusⅡ软件通过实例介绍了利用EDA技术进行电子设计的方法。
【关键词】EDA技术;QuartusⅡ;电子设计;VHDL
1.引言
集成电路设计不断向超大规模、低功率、超高速方向发展,其核心技术是基于EDA技术的现代电子设计技术。
EDA(Electronic Design Automation,电子设计自动化)技术,以集成电路设计为目标,以可编程逻辑器件(如CPLD、FPGA)为载体,以硬件描述语言(VHDL、VerilogHDL)为设计语言,以EDA软件工具为开发环境,利用强大计算机技术来辅助人们自动完成逻辑化和仿真测试,直到既定的电子产品的设计完成。
其融合了,大规模集成电路制造技术、计算机技术、智能化技术,可以进行电子电路设计、仿真,PCB设计,CPLD/FPGA设计等。
简言之,EDA技术可概括为在开发软件(本文用QuartusⅡ)环境里,用硬件描述语言对电路进行描述,然后经过编译、仿真、修改环节后,最终下载到设计载体(CPLD、FPGA)中,从而完成电路设计的新技术。
以EDA技术为核心的现代电子设计方法和传统的电子设计方法相比有很大的优点,两种设计方法的流程如下图:
图1 传统电子设计流程图
图2 基于EDA的现代电子设计流程图
比较两种设计方法,基于EDA技术的现在电子设计方法采用自上而下的设计方法,系统设计的早期便可进行逐层仿真和修改,借助计算机平台,降低了电路设计和测试的难度,极大程度地缩短了电子产品的设计周期、节约了电子产品的设计成本。
DEA技术极大的促进了现代电子技术的发展,已成为现代电子技术的核心。
2.QuartusⅡ软件开发环境介绍
QuartusⅡ软件是Alter公司开发的综合性EDA工具软件,提供了强大的电子设计功能,充分发挥了FPGA、CPLD和结构化ASIC的效率和性能,包含自有的综合器及仿真器,支持原理图、VHDL、VerilogHDL等多种设计输入,把设计、布局布线和验证功能以及第三方EDA工具无缝的集成在一起。
QuartusⅡ与Alter公司的上一代设计工具MAX+plusⅡ具有一定的相似性,和继承性。
使熟悉MAX+plusⅡ开发环境的设计人员可以快速熟练应用。
相比之下,QuartusⅡ软
件功能更为强大、设计电路更为便捷,支持的器件更多。
增强了自动化程度,缩短了编译时间,提升了调试效率。
从而缩短了电子产品的设计周期。
利用Quartus Ⅱ软件进行电子电路设计流程如图3所示。
图3 QuartusⅡ设计流程图
3.在QuartusⅡ环境下的EDA方法设计实例
下面本文在QuartusⅡ环境下,以下降沿D触发器的设计为例来说明基于EDA技术的现代电子设计方法(本文以QuartusⅡ9.0为例)。
3.1 在计算机上安装QuartusⅡ9.0版本软件
QuartusⅡ9.0对计算机硬件配置要求不高,现阶段的主流配置完全可以满足其要求。
QuartusⅡ9.0安装过程很简单,按照提示操作即可。
3.2 D触发器功能分析
从D触发器真值表可以看出,当时钟信号clk不论是高电平还是低电平,其输出q的状态都保持不变,当时钟信号clk由高电平变为低电平时,输出信号q 和输入信号d的状态相同。
表1 D触发器真值表
输入d 时钟clk 输出q
× 0 不变
× 1 不变
0 下降沿0
1 下降沿1
3.3 D触发器的VHDL描述设计
下面给出D触发器的VHDL描述:
library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all;
entity dff1 is
port(d,clk:in std_logic;
q:out std_logic);
end dff1;
architecture bhv of dff1 is
begin
process(clk)
begin
if clk=‘1’ then
q<=d;
end if;
end process;
end bhv;
上面程序在QuartusⅡ9.0环境下,经保存后进行编译,然后可进行波形仿真。
3.4 设计仿真
VHDL描述程序编译后,建立矢量波形文件,之后可以进行波形仿真,得到如下波形仿真图(如图4所示):
图4 D触发器仿真波形图
此仿真波形符合D触发器真值表,说明电路设计正确。
如果波形仿真不符合真值表,说明电路设计有问题,此时可以回到3.3步骤修改VHDL描述程序,直至仿真结果正确为止。
波形仿真正确后,可得出相应的逻辑电路图,D触发器电路图(如图5所示)如下:
图5 D触发器逻辑电路图
3.5 配置下载测试
整个电路设计、编译仿真无误后,按照FPGA开发板说明书进行引脚锁定,重新进行编译后,然后通过下载电缆线,将产生的sof文件下载至FPGA中,对电路进行测试、验证,完成电路的最终设计。
4.结束语
本文以QuartusⅡ开发环境下的实际电路设计为例,介绍了基于EDA技术的现代电子设计方法。
通过设计过程可知,DEA技术在现代电子电路设计中的重要性。
在电子技术飞速发展的信息时代,EDA技术也在不断发展。
电子产品设计者有必要熟练掌握硬件描述语言、可编程逻辑器件以及各种主流软件开发环境,这样才可以在最短的时间内完成高质量的电子产品设计任务。
参考文献
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