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EDA课程设计

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电子设计自动化课程设计总结报告设计题目CALL和RET指令系统在CPU中的实现创新在EDA2000实验箱上实现流水灯指导教师李明专业08级电子信息工程3班学生姚金龙2010年12月24日设计题目：CALL和RET指令系统在8位CPU中上的实现创新部分：更改存储器中存储指令并设计有IO思想在EDA2000实验箱上实现流水灯设计要求：在已经学习的cpu的基础上，增加两条指令CALL指令和RET指令当CPU 执行子程序调用指令（CALL指令）的时候，系统首先将当前pc的下一条指令保存到寄存器中，然后执行子程序，在子程序的最后放置一条返回指令（RET 指令），当执行RET指令时，CPU会将刚才保存到寄存器中的那个pc弹出，然后继续执行执行子程序调用指令（CALL指令）的时候八个LED依次闪烁，加快时钟频率视觉上看上去实现一次流水灯，当执行RET返回指令开始重复执行下一次流水灯。

设计原理：尽管各种CPU的性能指标和结构细节各不相同，但它们所能完成的基功相同。

由功能分析，可知任何一种CPU内部结构至少应包含下面这些部件：1、时序和控制部件2、程序计数器3、存储器4、指令寄存器，解码器5、算数逻辑单元（ALU）^.^通过系统时钟和复位将各个部件相连接。

一.控制单元要实现CALL和RET指令系统在8位cpu上实现，需先在控制部分中宏定义两条指令即：CALL=3'b110,RET=3'b111然后在控制器中加上指令执行使能控制端即：output reg callenoutput reg reten,并且在控制部分执行的第六阶段进行if判断，如果有指令发生使能即：if(opcode==CALL)callen<=1;else callen<=0;if(opcode==RET)reten<=1;else reten<=0;程序代码：module control(input clock,input reset,output reg s0,output reg s1,output reg s2,output reg s3,output reg s4,output reg s5,output reg addrsel,output reg instr_add,output reg instr_sub,output reg instr_and,output reg instr_pass,output reg callen,output reg reten,input[2:0]opcode);parameter LDA=3'b000,STA=3'b001,ADD=3'b010,SUB=3'b011,AND=3'b100,HLT=3'b101,CALL=3'b110,RET=3'b111;添加部分reg[2:0]cnt;always@(posedge clock or posedge reset)if(reset)cnt<=0;elseif(cnt==5)cnt<=0;elsecnt<=cnt+1;always@*begincase(cnt)0:begin//fetch instructions0<=1;s1<=0;s2<=0;s3<=0;s4<=0;s5<=0;addrsel<=0;reten<=0;callen<=0;添加部分：使能清空end1:begin//decodes0<=0;s1<=1;s2<=0;s3<=0;s4<=0;s5<=0;addrsel<=0;end2:begin//read memory data for process if nessarys0<=0;s1<=0;/*s2=1;*/s3<=0;s4<=0;s5<=0;addrsel<=1;if((opcode==LDA)||(opcode==ADD)||(opcode==SUB)||(opcode==AND)) s2<=1;elses2<=0;end3:begin//enable ALU to computes0<=0;s1<=0;s2<=0;s4<=0;s5<=0;if((opcode==CALL)||(opcode==RET))s3<=0;添加部分：判断如果执行CALL或RET指令算数逻辑单元使能禁止elses3<=1;addrsel<=1;if(opcode==LDA)begin instr_add<=0;instr_sub<=0;instr_and<=0;instr_pass<=1;endelse if(opcode==ADD)begin instr_add<=1;instr_sub<=0;instr_and<=0;instr_pass<=0;endelse if(opcode==SUB)begin instr_add<=0;instr_sub<=1;instr_and<=0;instr_pass<=0;endelse if(opcode==AND)begin instr_add<=0;instr_sub<=0;instr_and<=1;instr_pass<=0;endelse if(opcode==STA)begin instr_add<=0;instr_sub<=0;instr_and<=0;instr_pass<=0;endelse begin instr_add<=0;instr_sub<=0;instr_and<=0;instr_pass<=0;endend4:begin//write to memory if nessarys0<=0;s1<=0;s2<=0;s3<=0;/*s4<=1;*/s5<=0;addrsel<=1;if(opcode==STA)s4<=1;else s4<=0;end5:begin s0<=0;s1<=0;s2<=0;s3<=0;s4<=0;s5<=1;addrsel<=1;if(opcode==CALL)callen<=1;else callen<=0;if(opcode==RET)reten<=1;else reten<=0;添加部分！！endendcaseendEndmodule二.PC部分要实现CALL和RET指令系统在8位CPU上实现，需在程序计数器部分加跳转入口地址和指令保存寄存器即：input[4:0]jmpaddr;reg[4:0]temp;并且在always@异步置位语句中加上判断，如果有指令执行使能则跳转或返回即：if(callen)begin pc<=jmpaddr;temp<=pc;endelse if(reten)pc<=temp+1;程序代码：module pc(clock,reset,en,pc,callen,reten,jmpaddr);input clock,reset,en,callen,reten;input[4:0]jmpaddr;添加部分output reg[4:0]pc;reg[4:0]temp;添加部分wire[4:0]pc_next;assign pc_next=pc+1;always@(posedge clock or posedge reset)beginif(reset)pc<=0;elseif(en)beginif(callen)begin pc<=jmpaddr;temp<=pc;endelse if(reten)pc<=temp+1;添加部分elsepc<=pc_next;endelsepc<=pc;end endmodule三.存储器的部分(1)要实现CALL和RET指令系统在8位CPU上实现，需改变存储器存储单元指令设置，具体实现方法在程序中介绍，要在EDA2000实验箱上实现流水灯，需改变存储器存储单元指令设置，并在存储器中设计有IO思想，具体实现方法在程序中介绍，程序代码：module memory(clock,reset,addr,din,dout,rd,wr,IN,OUT);input clock,reset;input[7:0]din;input[4:0]addr;output reg[7:0]dout;input rd,wr;input[7:0]IN;output reg[7:0]OUT;reg[7:0]mem[31:0];always@(posedge clock or posedge reset)beginif(reset)beginmem[0]<='b000_11111;//LDA31mem[1]<='b010_11110;//ADD30mem[2]<='b001_11111;//STA31前三句指令为实现一个数据相加运算mem[3]<='b110_00110;//CALL6定义跳转指令，跳转到mem[6]继续执行mem[4]<='b000_11111;//LDA31取mem[31]存储字节中数字到累加器中mem[5]<='b001_11110;//STA30把累加器中数值写入mem[31]进行初始化，为下一次流水灯做准备mem[6]<='b000_11110;//LDA30取mem[30]中数据给累加器Amem[7]<='b001_11111;//STA31把累加器A中的值00000001写入存储器传给输出端OUT点亮第一支LED灯mem[8]<='b010_11110;//ADD30在累加器原有值00000001基础上加上mem[30]的值00000001mem[9]<='b001_11110;//STA30把运算结果00000010写入mem[30]mem[10]<='b001_11111;//STA31把运算结果00000010写入mem[31]点亮第二只LED灯以上程序依次重复指令8、9、10功能实现第2、3、4、5、6、7、8只LED灯点亮mem[11]<='b010_11110;//ADD30mem[12]<='b001_11110;//STA30mem[13]<='b001_11111;//STA31mem[14]<='b010_11110;//ADD30mem[15]<='b001_11110;//STA30mem[16]<='b001_11111;//STA31mem[17]<='b010_11110;//ADD30mem[18]<='b001_11110;//STA30mem[19]<='b001_11111;//STA31mem[20]<='b010_11110;//ADD30mem[21]<='b001_11110;//STA30mem[22]<='b001_11111;//STA31mem[23]<='b010_11110;//ADD30mem[24]<='b001_11110;//STA30mem[25]<='b001_11111;//STA31mem[26]<='b010_11110;//ADD30mem[27]<='b001_11110;//STA30mem[28]<='b001_11111;//STA31mem[29]<='b111_00000;//RET定义跳转返回指令跳转到mem[4]指令执行mem[30]<='b00000001;数据存储单元mem[31]<='b1;数据存储单元负责调用和写入mem[31]中endelseif(wr)if(addr==31)OUT<=din;elsemem[addr]<=din;dout<=mem[addr];endendmodule(2)由于FLEX10K系列的EPFl0K10LC84-4这款FPGA芯片可用的logic element只有576个，不够此CPU设计的使用，所以将memory分成三个小模块：首先用MegaWizard Plug-In Manager功能将存储器中32条指令和数据进行虚拟存储，减少logic element用量。

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eda电子课程设计

eda电子课程设计

eda电子课程设计一、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，掌握电子电路设计的基本流程。

2. 学生能够运用所学软件工具，完成简单的电子电路图绘制和仿真。

3. 学生了解常见的电子元器件及其功能，能正确运用到电路设计中。

技能目标：1. 学生能够独立使用EDA软件进行电路设计，具备初步的电路分析和调试能力。

2. 学生通过实践操作，掌握电路板布线、打印及制作的基本方法。

3. 学生具备团队协作能力，能够与同学共同完成复杂的电子设计项目。

情感态度价值观目标：1. 学生培养对电子技术的兴趣，激发创新意识和探索精神。

2. 学生在实践过程中，体会电子设计的实际意义，增强解决实际问题的自信心。

3. 学生通过课程学习，认识到电子技术对社会发展的作用，培养环保意识和责任感。

本课程针对中学生设计，充分考虑学生的认知水平、兴趣和实际需求。

课程以实践为主，注重培养学生的动手操作能力和团队协作精神。

通过课程学习，使学生掌握电子设计的基本技能，提高创新意识和实践能力，为未来的学习和发展奠定基础。

二、教学内容本课程教学内容分为以下四个部分：1. EDA基本概念与软件操作- 介绍EDA的基本概念、发展历程和应用领域。

- 学习并掌握常见的EDA软件操作，如电路图绘制、仿真等。

2. 电子元器件及其功能- 认识常见的电子元器件，如电阻、电容、二极管、晶体管等。

- 了解元器件的参数和选型原则，学会在电路设计中正确使用元器件。

3. 电子电路设计与仿真- 学习基本的电子电路原理，如放大器、滤波器、振荡器等。

- 应用EDA软件进行电子电路设计与仿真，分析并优化电路性能。

4. 电路板布线与制作- 学习电路板布线的基本原则和技巧。

- 完成电路板的设计、打印和制作，并进行实际测试与调试。

教学内容依据课本章节进行组织，具体安排如下：第1周：EDA基本概念与软件操作第2周：电子元器件及其功能第3-4周：电子电路设计与仿真第5-6周：电路板布线与制作教学内容注重科学性和系统性，以实践操作为主线，结合理论讲解，使学生在动手实践中掌握电子设计的基本知识和技能。

eda课程设计

eda课程设计

eda课程设计EDA课程设计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电子设计的过程。

EDA课程设计是指在电子设计自动化领域中，为学生提供相关的课程内容和实践机会，以培养学生的电子设计能力和创新能力。

EDA课程设计的目的是为了让学生掌握电子设计自动化的基本理论和方法，了解EDA软件工具的使用和应用，培养学生的电子设计能力和创新能力。

在EDA课程设计中，学生需要学习电路设计、PCB 设计、仿真分析、布局布线等相关知识，掌握EDA软件工具的使用和应用，完成电子设计项目的实践任务。

EDA课程设计的内容包括电路设计、PCB设计、仿真分析、布局布线等方面。

在电路设计方面，学生需要学习电路基本理论、电路分析方法、电路设计流程等知识，掌握常用的电路设计软件工具，如Protel、Altium Designer等。

在PCB设计方面，学生需要学习PCB设计的基本原理、PCB设计流程、PCB设计软件工具的使用等知识，掌握常用的PCB设计软件工具，如PADS、Altium Designer等。

在仿真分析方面，学生需要学习仿真分析的基本原理、仿真分析的流程、仿真分析软件工具的使用等知识，掌握常用的仿真分析软件工具，如SPICE、PSpice等。

在布局布线方面，学生需要学习布局布线的基本原理、布局布线的流程、布局布线软件工具的使用等知识，掌握常用的布局布线软件工具，如PADS、Altium Designer等。

EDA课程设计的实践任务包括电子设计项目的设计和实现。

学生需要根据实际需求，设计并实现一个电子产品，包括电路设计、PCB 设计、仿真分析、布局布线等方面。

在电路设计方面，学生需要根据实际需求，设计一个符合要求的电路，包括电路原理图、电路元器件的选型和布局等。

在PCB设计方面，学生需要根据电路设计的要求，设计一个符合要求的PCB板，包括PCB板的布局、布线、元器件的安装等。

eda全套课程设计

eda全套课程设计

eda全套课程设计一、教学目标本课程旨在让学生掌握eda的基本概念、原理和方法，培养学生运用eda技术解决实际问题的能力。

通过本课程的学习，学生应达到以下目标：1.知识目标：了解eda的基本概念、发展历程和应用领域；掌握eda的基本原理和方法，包括电路描述、逻辑设计、仿真验证等；熟悉eda工具的使用和操作。

2.技能目标：能够运用eda工具进行电路描述和逻辑设计；具备分析和解决eda 技术问题的能力；能够进行简单的eda项目实践。

3.情感态度价值观目标：培养学生对eda技术的兴趣和好奇心，激发学生主动学习和探索的精神；培养学生团队合作意识和沟通协调能力。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.eda概述：介绍eda的基本概念、发展历程和应用领域。

2.eda基本原理：讲解eda的基本原理，包括电路描述、逻辑设计、仿真验证等。

3.eda工具的使用：介绍常见eda工具的使用方法和操作技巧。

4.eda项目实践：通过实际项目案例，让学生掌握eda技术的应用。

三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用以下教学方法：1.讲授法：讲解eda的基本概念、原理和方法。

2.案例分析法：分析实际案例，让学生了解eda技术的应用。

3.实验法：让学生动手实践，掌握eda工具的使用。

4.讨论法：鼓励学生提问、发表见解，培养团队合作意识。

四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的eda教材作为主教材。

2.参考书：提供相关的eda参考书籍，丰富学生的知识体系。

3.多媒体资料：制作精美的课件、视频等多媒体资料，提高学生的学习兴趣。

4.实验设备：配置足够的实验设备，确保每个学生都能动手实践。

五、教学评估为了全面、客观地评价学生的学习成果，本课程将采用以下评估方式：1.平时表现：通过课堂参与、提问、讨论等方式，评估学生的学习态度和积极性。

2.作业：布置适量的作业，评估学生对课程内容的掌握程度。

eda课程设计5篇[修改版]

eda课程设计5篇[修改版]

第一篇：eda课程设计数字钟一、设计要求设计一个数字钟，具体要求如下：1、具有时、分、秒计数显示功能，以24小时循环计时。

2、具有清零、校时、校分功能。

3、具有整点蜂鸣器报时以及LED花样显示功能。

二、设计方案根据设计要求，数字钟的结构如图8-3所示，包括：时hour、分minute、秒second计数模块，显示控制模块sel_clock，七段译码模块deled，报时模块alert。

三、VHDL程序library IEEE; use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; use IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL; useIEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;---- Uncomment the following library declaration if instantiating ---- any Xilinx primitives in this code. --library UNISIM;--use UNISIM.VComponents.all;entityddz is port(rst,clk: in std_logic; hour_h: out std_logic_vector( 6 downto 0); hour_l: outstd_logic_vector( 6 downto 0); min_h: out std_logic_vector( 6 downto 0);min_l: out std_logic_vector( 6 downto 0);sec_h: out std_logic_vector( 6 downto 0);sec_l: out std_logic_vector( 6 downto 0)); endddz;architecture Behavioral of ddz is signalcnt: std_logic_vector(15 downto 0); signalsec_h_in: std_logic_vector( 3 downto 0); signalsec_l_in: std_logic_vector( 3 downto 0); signalmin_h_in: std_logic_vector( 3 downto 0); signalmin_l_in: std_logic_vector( 3 downto 0); signalhour_h_in: std_logic_vector(3 downto 0); signalhour_l_in: std_logic_vector(3 downto 0);signalclk_s,clk_m,clk_h: std_logic; begin process(rst,clk) begin if rst='0' then sec_h_in'0');sec_l_in'0');clk_msec_l_inifsec_h_in=5 thensec_h_inclk_melsesec_h_inclk_mend if; else sec_l_inclk_mend if; end if; end process;process(rst,clk_m) begin if rst='0' then-- min_h_in'0');min_l_in'0'); -- clk_hmin_l_inmin_h_inclk_mend if; else min_l_inend if; end if; end process;process(rst,clk_n) begin if rst='0' then-- hour_h_in'0');hour_l_in'0'); -- clk_hhour_l_inhour_h_inclk_nend if; else hour_l_inend if; end if; end process;process(sec_l_in) begin casesec_l_in iswhen "0000" =>sec_lsec_lsec_lsec_lsec_lsec_lsec_lsec_lsec_lsec_lsec_lprocess(sec_h_in) begin casesec_h_in iswhen "0000" =>sec_hsec_hsec_hsec_hsec_hsec_hsec_hsec_hsec_hsec_hsec_hprocess(min_l_in) begin casemin_l_in iswhen "0000" =>min_lmin_lmin_lwhen "0011" =>min_lmin_lmin_lmin_lmin_lmin_lmin_lmin_lprocess(min_h_in) begin casemin_h_in iswhen "0000" =>min_hmin _h min _hmin _hmin _h min _hmin _hmin _hmin _hmin _hmin _hend case; end process;process(hour_l_in) begin casehour_l_in iswhen "0000" =>hour_lhour_lhour_lhour_lhour_lhour_lhour_lhour_lhour_lhour_lhour_lprocess(hour_h_in) begin casehour_h_in iswhen "0000" =>hour_hhour_hhour_hhour_h hour _h hour _h hour _h hour _h hour _hhour_h hour _h四、VHDL仿真结果五、课程设计心得通过这次课程设计，有效得巩固了课本所学的知识，而且通过上机仿真不断发现问题并及时改正，加深了我们对该课程设计的印象。