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QCA编码器和译码器摘要：基于量子元胞自动机的双稳态特性和数字电路，依据不同设计原理设计了编码器和译码器，采用半经典仿真方法进行仿真，同时与E.N.Ganesh 等人设计的译码器进行了比较，结果显示，在同样实现译码器功能的前提下，电路结构较为简单并且规模较小，运用基本功能电路的组合使电路容易分析，对以后的电路设计也有一定的借鉴意义。
关键词: 量子通信编码器译码器QCA电路设计与仿真1.引言微电子器件的集成度和运算速度已持续呈指数级增长近40 年, 为了保持这种快速的增长,集成电路制造的各个方面都需有快速的改进【1】。
但当电子器件的尺寸达到70 nm 时, 由于功率耗散和相互连接等问题使得基于传统CMOS 技术的器件尺寸的进一步减小变得不太可能[2]。
有研究认为, 到2020 年, 晶体管的尺寸将达到它的物理极限。
这就需要发展一种不同于传统CMOS 的器件技术来使电子器件能继续朝纳米级方向发展。
近年来, 有些学者提出量子细胞自动机[ 3- 5] ( quantum cellular automaton, QCA)的结构, 在用分子实现时, 其特征尺寸仅为几纳米。
它是通过电子在细胞上占据的位置来携带二进制信息, 而不是通过传统的电流开关来表示二进制信息。
它提供了一种新的计算和信息转换的方式, 具有低功耗、高集成度和无引线集成等优点, 将是新一代的电子元件之一。
本文结合QCA和数字电路相关知识和化简思想的设计了编码器和译码器，对于2线-4线译码器，与E.N.Ganesh等人设计的译码器[6]进行了比较，显示出本文设计的同级别的译码器电路结构简单和规模小的优点，同时对于提出编码器及译码器位数扩展的方法。
此外，此电路设计中采用基本QCA器件组合和相同逻辑功能电路合并的思想，具较强的普适性，对以后的电路设计也有一定的借鉴意义。
2.量子元胞自动机的基本元素QCA是由基本的逻辑器件组成的，这些基本量子器件主要有含有两个静电子的标准元胞和旋转元胞，每个元胞通过内部电子所处的位置定义它的极性，元胞之间极性的传递或改变是依靠两元胞间电子的库仑作用和元胞内电子的隧穿作用，每个元胞中的电子被高度极化，电子云密度沿元胞两个垂直的对角分布中的一个方向分布，一个元胞的极化能引起临近元胞的极化，从而实现数据的传递。
译码器与编码器的设计与仿真实验报告实验五译码器与编码器的设计与仿真班级：通信工程三班学号：20210820314 姓名：龙凤婷一、实验内容：1. 参照芯片74LS138的电路结构，用逻辑图和VHDL语言设计3_8译码器；2. 参照芯片74LS138的电路结构，用逻辑图和VHDL语言设计8_3优先编码器；二、电路功能介绍： 1． 74138：3_8译码器用途：用一组二进制代码来产生各种独立的输出信号，这种输出信号可以用来执行不同的工作。
显示器中的像素点受到译码器的输出控制。
译码信号输出端低电平有效。
2． 74148：8_3优先编码器用途：将各种输入信号转换成一组二进制代码，使得计算机可以识别这一信号的作用。
键盘里就有大家天天打交道的编码器，当我们敲击按键时，被敲击的案件被键盘里的编码器编码成计算机能够识别的ASCII码。
信号输入端：低电平有效使能输入端：低有效编码输出端：低电平有效使能输出端：低有效组选输出端：低有效三、实验过程及实验结果： 1． 74138：3_8译码器逻辑电路图：代码输入端：A、B、C 使能输入端：G1、G2A、G2B译码信号输出端：Y0、Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6、Y7仿真波形图：VHDL语言程序：2． 74148：8_3优先编码器逻辑电路图：信号输入端：IN0、IN1、IN2、IN3、IN4、IN5、IN6、IN7 使能输入端：Enable_in编码输出端：A0_out、A1_out、A2_out 使能输出端：Enable_out 选组输出端：Group_Select_out仿真波形图：VHDL语言程序：四、实验心得：这次数字设计的实验内容是译码器与编码器的设计与仿真，分别用逻辑电路图和VHDL 语言编写程序运行，用仿真波形图来验证其正确性。
译码器与编码器的功能恰好相反。
编码器是将二进制代码转换成输出信号，译码器是将输入信号转换成一组二进制代码。
通过这次上机实验，我对编码器及译码器有了更深一步的了解，对他们的设计实现过程有了一定的了解。
实验三编码器、译码器及应用电路设计一、实验目的：1、掌握中规模集成编码器、译码器的逻辑功能测试和使用方法；2、学会编码器、译码器应用电路设计的方法；3、熟悉译码显示电路的工作原理。
二、实验原理：1、什么是编码：教材说：用文字、符号、或者数字表示特定对象的过程称为编码具体说：编码的逻辑功能是把输入的每个高、低电平信号编成对应的二进制代码2、编码器74LS147的特点及引脚排列图：74LS147是优先编码器，当输入端有两个或两个以上为低电平，它将对优先级别相对较高的优先编码。
其引脚排列图：3、什么是译码：译码是编码的逆过程，把给定的代码进行“翻译”，变成相应的状态，使输出通道中相应的一路有信号输出，译码器广泛用于代码转换、终端的数字显示、数据分配、组合控制信号等。
译码器按照功能的不同，一般分为三类：（1）变量译码器（用以表示输入变量的状态）74LS138的特点及其引脚排列图：ABC是地址输入端，Y0—Y7是输出端，G1、G2A’、G2B’为使能端，只有当G1=G2A’=G2B’=1时，译码器才工作。
（2）码制变换译码器：用于同一个数据的不同代码之间的相互转换，代表是4—10线译码器译码器74LS42的特点及其引脚排列图：译码器74LS42的功能是将8421BCD码译成10个对象其原理与74LS138类同，只不过它有四个输入端，十个输出端，4位输入代码0000—1111十六种状态组合其中有1010—1111六个没有与其对应的输出端，这六组代码叫做伪码，十个输出端均为无效状态。
（3）数码显示与七段译码驱动器：将数字、文字、符号的代码译成数字、文字、符号的电路a、七段发光二极管数码显示管的特点：（共阴极）b、七段译码驱动器：此类译码器型号有74LS247（共阳）、74LS248（共阴）、CC4511（共阴）等等，本实验采用CC4511BCD码（锁存／七段译码／驱动器）来驱动共阴数码管。
图6—5为CC4511引脚排列：4、在本数字电路实验装置上已完成了译码器74LS48和数码管之间的连接图。
实验报告: 编码器和译码器1. 背景在信息传输和存储过程中，编码器和译码器是两个关键的组件。
编码器将信息从一个表示形式转换成另一个表示形式，而译码器则将编码的信息还原为原始的表示形式。
编码器和译码器在各种领域中都得到广泛应用，如通信系统、数据压缩、图像处理等。
编码器和译码器可以有不同的实现方式和算法。
在本次实验中，我们将研究和实现一种常见的编码器和译码器：霍夫曼编码器和译码器。
霍夫曼编码是一种基于概率的最优前缀编码方法，它将高频字符用短编码表示，低频字符用长编码表示，以达到编码效率最大化的目的。
2. 分析2.1 霍夫曼编码器霍夫曼编码器的实现包括以下几个步骤：1.统计字符出现频率：遍历待编码的文本，统计所有字符出现的频率。
2.构建霍夫曼树：根据字符频率构建霍夫曼树。
树的叶子节点代表字符，节点的权重为字符频率。
3.生成编码表：从霍夫曼树的根节点出发，遍历树的每个节点，记录每个字符对应的编码路径。
路径的左移表示0，右移表示1。
4.编码文本：遍历待编码的文本，将每个字符根据编码表进行编码，得到编码后的二进制序列。
2.2 霍夫曼译码器霍夫曼译码器的实现包括以下几个步骤：1.构建霍夫曼树：根据编码器生成的编码表，构建霍夫曼树。
2.译码二进制序列：根据霍夫曼树和待译码的二进制序列，从根节点开始遍历每个二进制位。
当遇到叶子节点时，将对应的字符输出，并从根节点重新开始遍历。
3.重建原始文本：将译码得到的字符逐个组合，得到原始的文本。
3. 结果经过以上的实现和测试，我们获得了如下的结果：•对于给定的文本，我们成功地根据霍夫曼编码器生成了对应的霍夫曼编码表，并编码了文本生成了相应的二进制序列。
•对于给定的二进制序列，我们成功地根据霍夫曼译码器进行了译码，并将译码得到的字符逐个组合，得到了原始的文本。
实验结果显示，霍夫曼编码器和译码器能够有效地将文本进行压缩和恢复，达到了编码效率最大化和数据传输压缩的目的。
编码后的文本长度大大减小，而译码后的原始文本与编码前几乎完全一致。
译码器和编码器实验报告一、实验目的。
本实验旨在通过对译码器和编码器的实验操作，加深对数字通信原理中编码解码技术的理解，掌握其工作原理和实际应用。
二、实验原理。
1. 译码器。
译码器是一种将数字信号转换为模拟信号或者模拟信号转换为数字信号的设备。
在数字通信系统中，译码器通常用于将数字信号转换为模拟信号，以便在模拟信道上传输。
在接收端，译码器将模拟信号转换为数字信号，以便进行数字信号处理和解码。
2. 编码器。
编码器是一种将数字信号转换为另一种数字信号的设备。
在数字通信系统中，编码器通常用于将数字信号转换为便于传输和存储的编码形式，以提高传输效率和数据安全性。
三、实验内容。
1. 实验仪器与材料。
本实验使用的仪器包括译码器、编码器、示波器、信号发生器等。
实验材料包括数字信号发生器、示波器连接线等。
2. 实验步骤。
（1）连接实验仪器，将数字信号发生器连接到编码器的输入端，将编码器的输出端连接到译码器的输入端，再将译码器的输出端连接到示波器。
（2）设置实验参数，调节数字信号发生器的频率和幅度，设置编码器和译码器的工作模式和参数。
（3）观察实验现象，通过示波器观察编码器和译码器的输入输出波形，记录实验数据。
（4）分析实验结果，根据实验数据分析编码器和译码器的工作原理和特性，总结实验结果。
四、实验结果与分析。
通过本次实验，我们成功观察到了编码器和译码器的输入输出波形，并记录了相应的实验数据。
通过分析实验结果，我们深入理解了译码器和编码器的工作原理和特性，对数字通信原理有了更深入的认识。
五、实验总结。
本次实验通过实际操作加深了我们对译码器和编码器的理解，提高了我们的实验操作能力和数据分析能力。
译码器和编码器作为数字通信系统中重要的组成部分，对数字信号的处理和传输起着至关重要的作用，我们应进一步深入学习和掌握其原理和应用。
六、实验心得。
通过本次实验，我们不仅学习到了译码器和编码器的工作原理，还提高了实验操作和数据分析的能力。
编码与译码器设计在信息技术领域中，编码与译码器是非常重要的概念和工具。
它们常常被用于数据的传输、存储以及压缩等方面。
编码器用于将原始数据转换成特定格式，而译码器则用于将编码后的数据重新转换回原始数据。
本文将介绍编码与译码器的概念、原理以及设计方法。
一、编码器编码器是一种设备或算法，它将输入数据转换成特定的形式。
常见的编码器类型包括数字编码器、音频编码器和视频编码器等。
编码器的设计目的是实现数据的高效传输和存储。
下面将介绍几种常见的编码器类型及其设计方法。
1.数字编码器数字编码器主要用于将模拟信号转换成数字信号。
它通过采样、量化和编码等步骤将连续的模拟信号转换成离散的数字信号。
其中，采样是指对模拟信号进行周期性的抽样，量化是指对采样信号进行离散化，而编码是将量化后的信号表示为二进制码。
常见的数字编码器有脉冲编码调制（PCM）和脉冲编码调制（PCM）。
2.音频编码器音频编码器是将音频信号转换成特定格式的编码器。
它常常用于音频文件的压缩和传输。
音频编码器可以根据不同的需求选择不同的压缩算法，如MP3、AAC和FLAC等。
设计一个音频编码器需要考虑压缩率、音质损失以及延迟等因素。
3.视频编码器视频编码器是将视频信号转换成特定格式的编码器。
它常常用于视频文件的压缩和传输。
视频编码器可以根据不同的需求选择不同的压缩算法，如H.264、H.265和VP9等。
设计一个视频编码器需要考虑压缩率、图像质量以及实时性等因素。
二、译码器译码器是将编码后的数据重新转换回原始数据的设备或算法。
它是编码器的逆过程。
译码器的设计目的是实现数据的恢复和解码。
下面将介绍几种常见的译码器类型及其设计方法。
1.数字译码器数字译码器主要用于将数字信号转换成模拟信号。
它通过将离散的数字信号还原成连续的模拟信号来实现信号的恢复。
数字译码器可以根据不同的编码方式选择相应的解码算法，如差分解码器和定时解码器等。
2.音频译码器音频译码器是将音频信号的编码数据还原成原始音频信号的设备或算法。
译码器和编码器实验报告实验报告：译码器和编码器实验目的：1.了解数字电路中译码器和编码器的原理。
2.通过实验了解译码器和编码器的工作过程。
3.锻炼实验操作能力。
实验器材：1.数字实验箱。
2.74LS147译码器芯片。
3.74LS148编码器芯片。
4.连线电缆。
5.电源。
实验原理：1.译码器的作用是将输入的数字信号转换成特定的输出信号。
2.编码器的作用是将特定的输入信号转换成数字信号。
3.74LS147是一个10到4行BCD译码器，输入BCD码，输出对应的十进制数。
4.74LS148是一个4到10行BCD编码器，输入对应的十进制数，输出对应的BCD码。
实验步骤：1.搭建74LS147译码器电路。
2.输入BCD码，记录输出的十进制数。
3.搭建74LS148编码器电路。
4.输入十进制数，记录输出的BCD码。
实验结果：1.输入BCD码1111，输出的十进制数字为15。
2.输入BCD码0001，输出的十进制数字为1。
3.输入十进制数字9，输出的BCD码为1001。
4.输入十进制数字3，输出的BCD码为0011。
实验结论：1.通过本次实验，我们成功了解了数字电路中译码器和编码器的原理和工作过程，掌握了实验操作技能。
2.74LS147译码器芯片的作用是输入BCD码，输出对应的十进制数；74LS148编码器芯片的作用是输入对应的十进制数，输出对应的BCD码。
3.译码器和编码器是数字电路中常用的组件，广泛应用于计算机、通信等各个领域，对现代生产和生活产生了巨大的影响。
4.数字电路是计算机科学中非常重要的基础，通过实验学习数字电路的原理和工作方式，有助于我们更好地理解计算机的工作原理，同时也有助于锻炼我们的实验操作能力。
实验三译码器和编码器一实验目的1.掌握译码器、编码器的工作原理和特点。
2.熟悉常用译码器、编码器的逻辑功能和它们的典型应用。
二、实验原理和电路按照逻辑功能的不同特点，常把数字电路分两大类：一类叫做组合逻辑电路，另一类称为时序逻辑电路。
组合逻辑电路在任何时刻其输出的稳态值，仅决定于该时刻各个输入信号取值组合的电路。
在这种电路中，输入信号作用以前电路所处的状态对输出信号无影响。
通常，组合逻辑电路由门电路组成。
组合逻辑电路的分析方法：根据逻辑图进行二步工作：a.根据逻辑图，逐级写出函数表达式。
b.进行化简：用公式法、图形法或真值表进行化简、归纳。
组合逻辑电路的设计方法：就是从给定逻辑要求出发，求出逻辑图。
一般分四步进行。
a.分析要求；将问题分析清楚，理清哪些是输入变量，哪些是输出函数。
b.列真值表。
c.进行化简：变量比较少时，用图形法。
变量多时，可用公式化简。
d.画逻辑图：按函数要求画逻辑图。
进行前四步工作，设计已基本完成，但还需选择元件——集成电路，进行实验论证。
值得注意的是，这些步骤并不是固定不变的程序，实际设计时，应根据具体情况和问题难易程度进行取舍。
1.译码器译码器是组合电路的一部分，所谓译码，就是把代码的特定含义“翻译”出来的过程，而实现译码操作的电路称为译码器。
译码器分成三类：a.二进制译码器：如中规模2—4线译码器74LS139。
，3—8线译码器74LS138等。
b.二—十进制译码器：实现各种代码之间的转换，如BCD码—十进制译码器74LS145等。
c.显示译码器：用来驱动各种数字显示器，如共阴数码管译码驱动74LS48，（74LS248），共阳数码管译码驱动74LS47（74LS247）等。
2.编码器编码器也是组合电路的一部分。
编码器就是实现编码操作的电路，编码实际上是译码相反的过程。
按照被编码信号的不同特点和要求，编码器也分成三类：a.二进制编码器：如用门电路构成的4—2线，8—3线编码器等。
本科学生设计性实验报告
学号124100158 姓名颜洪毅
学院信息学院专业、班级计算机科学与技术
实验课程名称数字逻辑与数字系统
教师及职称王坤
开课学期2013 至2014 学年第一学期
填报时间2013 年10 月20 日
云南师范大学教务处编印
一、实验设计方案
（2）、参照设计好的电路图，完成电路接线。
（3）、根据设计要求完成电路逻辑功能与数据的验证。
5．实验数据处理方法
将所得数据列表处理，对比实验结果。
6．参考文献
无
教师对实验设计方案的意见
签名：
年月日二、实验报告
1．实验现象与结果
74LS138
74LS148
74LS47
呼叫器
2．对实验现象、实验结果的分析及其结论实验结果符合各芯片逻辑功能特点三．实验总结
1．本次实验成败及其原因分析
本次实验很成功！
1、实验仪器和器材均正常工作且无损伤；
2、实验线路连接正确；
3、正确的实验操作。
2．本实验的关键环节及改进措施。
目录1设计目的与要求 (1)1.1 设计的目的 (1)1.2 设计要求 (1)2 VHDL的简单介绍 (2)2.1 VHDL的简介 (2)2.2 VHDL的特点 (2)2.3 VHDL的优势 (3)2.4 VHDL的设计步骤 (4)3 EDA的简单介绍 (5)3.1 EDA的简介 (5)3.2 EDA设计方法与技巧 (5)4 设计过程 (7)4.1编码器的原理 (7)4.2译码器的原理 (7)4.3课程设计中各部分的设计 (7)5 仿真 (10)5.1八-三优先编码器仿真及分析 (10)5.2三-八译码器仿真及分析 (11)5.3二-四译码器仿真及分析 (14)心得体会 (13)参考文献 (16)附录 (17)摘要随着社会的发展，科学技术也在不断的进步。
计算机从先前的采用半导体技术实现的计算器到现在广泛应用的采用高集成度芯片实现的多功能计算器。
计算机电路是计算机的重要组成部分，了解计算机电路的知识是促进计算机的发展的先决条件。
而编码器和译码器是计算机电路中的基本器件，对它们的了解可以为以后的进一步深化研究打下一个良好的基础。
本设计主要介绍的是一个基于超高速硬件描述语言VHDL对计算机电路中编码器和译码器进行编程实现。
关键字：计算机编码器译码器编码器和译码器的设计1 设计目的与要求随着社会的进一步发展，我们的生活各个地方都需要计算机的参与，有了计算机，我们的生活有了很大的便利，很多事情都不需要我们人为的参与了，只需要通过计算机就可以实现自动控制。
由此，计算机对我们的社会对我们每个人都是很重要的。
所以我们要了解计算机得组成，内部各种硬件，只有了解了计算机基本器件已经相应的软件，才能促进社会的发展。
编码器和译码器的设计是计算机的一些很基础的知识，通过本次对于编码器和译码器的设计，可以让我知道究竟这种设计是如何实现的，这种设计对我们的生活有什么帮助，这种设计可以用到我们生活的哪些方面，对我们的各种生活有什么重大的意义。
1.1 设计的目的本次设计的目的是通过简单的编码器和译码器的设计掌握基本的计算机的一些有关的知识，通过查资料已经自己的动手设计去掌握EDA技术的基本原理已经设计方法，并掌握VHDL硬件描述语言的设计方法和思想。
以计算机组成原理为指导，通过将理论知识，各种原理方法与实际结合起来，切实的亲手设计，才能掌握这些非常有用的知识。
通过对编码器和译码器的设计，巩固和综合运用所学知识，提高IC设计能力，提高分析、解决计算机技术实际问题的独立工作能力。
也能通过这种自主设计，增强自己的动手能力，将理论知识切实应用的能力，这对我们将来的发展是很有帮助的。
1.2 设计要求根据计算机组成原理中组合逻辑电路设计的原理，利用VHDL设计计算机电路中编码器和译码器的各个模块，并使用EDA 工具对各模块进行仿真验证和分析。
编码器由八-三优先编码器作为实例代表，而译码器则包含三-八译码器和二-四译码器两个实例模块组成。
2 VHDL的简单介绍2.1 VHDL的简介VHDL语言是一种用于电路设计的高级语言。
它在80年代的后期出现。
最初是由美国国防部开发出来供美军用来提高设计的可靠性和缩减开发周期的一种使用范围较小的设计语言。
VHDL翻译成中文就是超高速集成电路硬件描述语言，主要是应用在数字电路的设计中。
目前，它在我过的应用多数是用在FPGA/CPLD/EPLD的设计中。
当然在一些实力较为雄厚的单位，它也被用来设计ASIC。
VHDL主要用于描述数字系统的结构，行为，功能和接口。
除了含有许多具有硬件特征的语句外，VHDL的语言形式、描述风格以及语法是十分类似于一般的计算机高级语言。
VHDL的程序结构特点是将一项工程设计，或称设计实体（可以是一个元件，一个电路模块或一个系统）分成外部（或称可视部分,及端口)和内部（或称不可视部分），既涉及实体的内部功能和算法完成部分。
在对一个设计实体定义了外部界面后，一旦其内部开发完成后，其他的设计就可以直接调用这个实体。
这种将设计实体分成内外部分的概念是VHDL系统设计的基本点。
2.2 VHDL的特点1，功能强大，设计灵活：VHDL具有功能强大的语言结构，可以用简洁明确的源代码来描述复杂的逻辑控制。
它具有多层次的设计描述功能，层层细化，最后可直接生成电路级描述。
VHDL支持同步电路、异步电路和随机电路的设计，这是其他硬件描述语言所不能比拟的。
VHDL 还支持各种设计方法，既支持自底向上的设计，又支持自顶向下的设计；既支持模块化设计，又支持层次化设计。
2，,支持广泛，易于修改：由于VHDL已经成为IEEE标准所规范的硬件描述语言，目前大多数EDA工具几乎都支持VHDL，这为VHDL的进一步推广和广泛应用奠定了基础。
在硬件电路设计过程中，主要的设计文件是用VHDL编写的源代码，因为VHDL易读和结构化，所以易于修改设计。
3，强大的硬件系统描述能力：VHDL具有多层次的设计描述功能，既可以描述系统级电路，又可以描述门级电路。
而描述既可以采用行为描述、寄存器传输描述或结构描述，也可以采用三者混合的混合级描述。
另外，VHDL支持惯性延迟和传输延迟，还可以准确地建立硬件电路模型。
VHDL支持预定义的和自定义的数据类型，给硬件描述带来较大的自由度，使设计人员能够方便地创建高层次的系统模型。
4，独立于器件的设计，与工艺无关：设计人员用VHDL进行设计时，不需要首先考虑选择完成设计的器件，就可以集中精力进行设计的优化。
当设计描述完成后，可以用多种不同的器件结构来实现其功能。
5.，很强的移植能力：VHDL是一种标准化的硬件描述语言，同一个设计描述可以被不同的工具所支持，使得设计描述的移植成为可能。
6，易于共享和复用：VHDL采用基于库（Library）的设计方法，可以建立各种可再次利用的模块。
这些模块可以预先设计或使用以前设计中的存档模块，将这些模块存放到库中，就可以在以后的设计中进行复用，可以使设计成果在设计人员之间进行交流和共享，减少硬件电路设计。
2.3 VHDL的优势（1）与其他的硬件描述语言相比，VHDL具有更强的行为描述能力，从而决定了他成为系统设计领域最佳的硬件描述语言。
强大的行为描述能力是避开具体的器件结构，从逻辑行为上描述和设计大规模电子系统的重要保证。
（2）VHDL丰富的仿真语句和库函数，使得在任何大系统的设计早期就能查验设计系统的功能可行性，随时可对设计进行仿真模拟。
（3）VHDL语句的行为描述能力和程序结构决定了他具有支持大规模设计的分解和已有设计的再利用功能。
符合市场需求的大规模系统高效，高速的完成必须有多人甚至多个代发组共同并行工作才能实现。
（4）对于用VHDL完成的一个确定的设计，可以利用EDA工具进行逻辑综合和优化，并自动的把VHDL描述设计转变成门级网表。
（5）VHDL对设计的描述具有相对独立性，设计者可以不懂硬件的结构，也不必管理最终设计实现的目标器件是什么，而进行独立的设计。
2.4 VHDL的设计步骤1.文本编辑：用任何文本编辑器都可以进行，也可以用专用的HDL编辑环境。
通常VHDL文件保存为.vhd文件，Verilog文件保存为.v文件。
2.使用编译工具编译源文件。
3.功能仿真：将文件调入HDL仿真软件进行功能仿真，检查逻辑功能是否正确（也叫前仿真，对简单的设计可以跳过这一步，只在布线完成以后，进行时序仿真）4.逻辑综合：将源文件调入逻辑综合软件进行综合，即把语言综合成最简的布尔表达式。
逻辑综合软件会生成.edf或.edif 的EDA工业标准文件。
5.布局布线：将.edf文件调入PLD厂家提供的软件中进行布线，即把设计好的逻辑安放PLD/FPGA 内。
6.时序仿真：需要利用在布局布线中获得的精确参数，用仿真软件验证电路的时序。
（也叫后仿真）通常以上过程可以都在PLD/FPGA厂家提供的开发工具。
7.烧写器件3 EDA的简单介绍3.1 EDA的简介20世纪90年代，国际上电子和计算机技术较先进的国家，一直在积极探索新的电子电路设计方法，并在设计方法、工具等方面进行了彻底的变革，取得了巨大成功。
在电子技术设计领域，可编程逻辑器件（如CPLD,FPGA）的应用，已得到广泛的普及，这些器件为数字系统的设计带来了极大的灵活性。
这些器件可以通过软件编程而对其硬件结构和工作方式进行重构，从而使得硬件的设计可以如同软件设计那样方便快捷。
这一切极大地改变了传统的数字系统设计方法、设计过程和设计观念，促进了EDA技术的迅速发展。
EDA技术就是以计算机为工具，设计者在EDA软件平台上，用硬件描述语言VHDL完成设计文件，然后由计算机自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局、布线和仿真，直至对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作。
EDA技术的出现，极大地提高了电路设计的效率和可操作性，减轻了设计者的劳动强度。
利用EDA工具，电子设计师可以从概念、算法、协议等开始设电子系统，大量工作可以通过计算机完成，并可以将电子产品从电路设计、性能分析到设计出IC 版图或PCB版图的整个过程的计算机上自动处理完成。
现在对EDA的概念或范畴用得很宽。
包括在机械、电子、通信、航空航天、化工、矿产、生物、医学、军事等各个领域，都有EDA的应用。
目前EDA技术已在各大公司、企事业单位和科研教学部门广泛使用。
例如在飞机制造过程中，从设计、性能测试及特性分析直到飞行模拟，都可能涉及到EDA技术。
3.2 EDA设计方法与技巧方法(1) 前端设计(系统建模RTL 级描述)后端设计(FPGAASIC)系统建模(2) IP 复用(3) 前端设计(4) 系统描述：建立系统的数学模型。
(5) 功能描述：描述系统的行为或各子模块之间的数据流图。
(6) 逻辑设计：将系统功能结构化，通常以文本、原理图、逻辑图、布尔表达式来表示设计结果。
(7) 仿真：包括功能仿真和时序仿真，主要验证系统功能的正确性及时序特性。
技巧（1）密码锁输入电路KEYB 0ARD.VHD中对各种分频信号/信号序列的设计有独到之处。
该设计中，利用一个自由计数器来产生各种需要的频率，也就是先建立一个N 位计数器，N的大小根据电路的需求决定。
N的值越大，电路可以除频的次数就越多，这样就可以获得更大的频率变化，以便提供多种不同频率的时钟信号。
若输入时钟为CLK，N位计数器的输出为Q[N-1，0]，则Q（0）为CLK的2分频脉冲信号，Q（1）为CLK的4分频脉冲信号，Q（2）为CLK的8分频脉冲信号，……Q（N-1）为CLK 的2N分频脉冲信号；Q（5 DOWNT04）取得的是一个脉冲波形序列，其值是依00-01-10-11-00-01周期性变化的，其变化频率为CLK的25分频，也就是32分频。
我们利用以上规律即可得到各种我们所需要频率的信号或信号序列。
