数字电路系统设计与制作的一般方法

eda百科名片edaEDA在通信行业（电信）里的另一个解释是企业数据架构，EDA给出了一个企业级的数据架构的总体视图，并按照电信企业的特征，进行了框架和层级的划分。

EDA是电子设计自动化（Electronic Design Automation）的缩写，在20世纪60年代中期从计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助测试（CAT）和计算机辅助工程（CAE）的概念发展而来的。

目录一、什么是EDA二、设计方法三、EDA工具软件分类四、EDA工具软件厂商三巨头五、化合物六、探索性数据分析一、什么是EDA二、设计方法三、EDA工具软件分类四、EDA工具软件厂商三巨头五、化合物六、探索性数据分析展开编辑本段一、什么是EDA20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HDL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、协议等开始设计电子系统，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。

数字集成电路：电路系统与设计(第二版)简介《数字集成电路：电路系统与设计(第二版)》是一本介绍数字集成电路的基本原理和设计方法的教材。

本书的内容覆盖了数字电路的基础知识、逻辑门电路、组合逻辑电路、时序逻辑电路、存储器和程序控制电路等方面。

通过学习本书，读者可以了解数字集成电路的概念、设计方法和实际应用。

目录1.数字电路基础知识 1.1 数字电路的基本概念 1.2 二进制系统与数制转换 1.3 逻辑运算与布尔代数2.逻辑门电路 2.1 与门、或门、非门 2.2 与非门、或非门、异或门 2.3 多输入门电路的设计方法3.组合逻辑电路 3.1 组合逻辑电路的基本原理 3.2 组合逻辑电路的设计方法 3.3 编码器和译码器4.时序逻辑电路 4.1 时序逻辑电路的基本原理 4.2 同步时序电路的设计方法 4.3 异步时序电路的设计方法5.存储器电路 5.1 存储器的基本概念 5.2 可读写存储器的设计方法 5.3 只读存储器的设计方法6.程序控制电路 6.1 程序控制电路的基本概念 6.2 程序控制电路的设计方法 6.3 微程序控制器的设计方法内容概述1. 数字电路基础知识本章主要介绍数字电路的基本概念，包括数字电路与模拟电路的区别、数字信号的表示方法以及数制转换等内容。

此外，还介绍了数字电路中常用的逻辑运算和布尔代数的基本原理。

2. 逻辑门电路逻辑门电路是数字电路中的基本组成单元，本章主要介绍了与门、或门、非门以及与非门、或非门、异或门等逻辑门的基本原理和组成。

此外，还介绍了多输入门电路的设计方法，以及逻辑门电路在数字电路设计中的应用。

3. 组合逻辑电路组合逻辑电路是由逻辑门电路组成的，本章主要介绍了组合逻辑电路的基本原理和设计方法。

此外，还介绍了编码器和译码器的原理和应用，以及在数字电路设计中的实际应用场景。

4. 时序逻辑电路时序逻辑电路是在组合逻辑电路的基础上引入了时序元件并进行时序控制的电路。

本章主要介绍了时序逻辑电路的基本原理和设计方法，包括同步时序电路和异步时序电路的设计。

电子电路设计的一般方法与步骤电子电路设计的一般方法与步骤一、总体方案的设计与选择1.方案原理的构想在设计一个复杂的系统时，需要进行原理方案的构思。

这就是要确定用什么原理来实现系统要求。

为此，需要对课题的任务、要求和条件进行仔细的分析与研究，找出其关键问题，并提出实现的原理与方法。

同时，应该广泛收集与查阅有关资料，提出尽可能多的方案以便作出更合理的选择。

所提方案必须对关键部分的可行性进行讨论，并通过试验加以确认。

2.总体方案的确定原理方案选定以后，便可着手进行总体方案的确定。

为了把总体方案确定下来，必须把每一个框图进一步分解成若干个小框，每个小框为一个较简单的单元电路。

总之,应从单元电路和单元之间连接的设计与选择出发，恰当地分解框图。

二、单元电路的设计与选择1.单元电路结构形式的选择与设计按已确定的总体方案框图，对各功能框分别设计或选择出满足其要求的单元电路。

因此，必须根据系统要求，明确功能框对单元电路的技术要求，必要时应详细拟定出单元电路的性能指标，然后进行单元电路结构形式的选择或设计。

满足功能框要求的单元电路可能不止一个，因此必须进行分析比较，择优选择。

2.元器件的选择1)元器件选择的一般原则在选择元器件时，应根据单元电路的要求，选择性能稳定、质量可靠、价格合理的元器件。

同时，还要考虑元器件的电气参数是否符合要求，以及元器件的封装形式和安装方式是否适合设计要求。

在选择元器件时，还要考虑其供应渠道是否可靠，以及是否有足够的库存量。

在电子元器件领域，元器件的品种规格繁多，性能、价格和体积各异，新品种不断涌现。

因此，我们需要经常关注元器件信息和新动向，多查阅器件手册和有关的科技资料，熟悉常用的元器件型号、性能和价格，以便为单元电路和总体电路设计提供有利的信息。

在选择合适的元器件时，需要进行分析比较，首先考虑满足单元电路对元器件性能指标的要求，然后考虑价格、货源和元器件体积等方面的要求。

随着微电子技术的飞速发展，集成电路的应用越来越广泛。

Digital IC：数字集成电路是将元器件和连线集成于同一半导体芯片上而制成的数字逻辑电路或系统第一章引论1、数字IC芯片制造步骤设计：前端设计（行为设计、体系结构设计、结构设计）、后端设计（逻辑设计、电路设计、版图设计）制版：根据版图制作加工用的光刻版制造：划片：将圆片切割成一个一个的管芯（划片槽）封装：用金丝把管芯的压焊块（pad）与管壳的引脚相连测试：测试芯片的工作情况2、数字IC的设计方法分层设计思想：每个层次都由下一个层次的若干个模块组成，自顶向下每个层次、每个模块分别进行建模与验证SoC设计方法：IP模块（硬核（Hardcore)、软核（Softcore)、固核（Firmcore））与设计复用Foundry（代工）、Fabless（芯片设计）、Chipless（IP设计）“三足鼎立”——SoC发展的模式3、数字IC的质量评价标准（重点：成本、延时、功耗，还有能量啦可靠性啦驱动能力啦之类的）NRE (Non-Recurrent Engineering) 成本设计时间和投入，掩膜生产，样品生产一次性成本Recurrent 成本工艺制造（silicon processing），封装（packaging），测试（test）正比于产量一阶RC网路传播延时：正比于此电路下拉电阻和负载电容所形成的时间常数功耗：emmmm自己算4、EDA设计流程IP设计系统设计（SystemC）模块设计（verilog）综合版图设计(.ICC) 电路级设计（.v 基本不可读）综合过程中用到的文件类型(都是synopsys版权)：可以相互转化.db（不可读）.lib（可读）加了功耗信息.sdb .slib第二章器件基础1、保护IC的输入器件以抗静电荷（ESD保护）2、长沟道器件电压和电流的关系：3、短沟道器件电压和电流关系速度饱和：当沿着沟道的电场达到临界值ξC时，载流子的速度由于散射效应（载流子之间的碰撞）而趋于饱和。

数字电路与系统设计实验报告学院：班级：姓名：实验一基本逻辑门电路实验一、实验目的1、掌握TTL与非门、与或非门和异或门输入与输出之间的逻辑关系。

2、熟悉TTL中、小规模集成电路的外型、管脚和使用方法。

二、实验设备1、二输入四与非门74LS00 1片2、二输入四或非门74LS02 1片3、二输入四异或门74LS86 1片三、实验内容1、测试二输入四与非门74LS00一个与非门的输入和输出之间的逻辑关系。

2、测试二输入四或非门74LS02一个或非门的输入和输出之间的逻辑关系。

3、测试二输入四异或门74LS86一个异或门的输入和输出之间的逻辑关系。

四、实验方法1、将器件的引脚７与实验台的“地（GND）”连接，将器件的引脚１４与实验台的十5Ｖ连接。

2、用实验台的电平开关输出作为被测器件的输入。

拨动开关，则改变器件的输入电平。

3、将被测器件的输出引脚与实验台上的电平指示灯(LED)连接。

指示灯亮表示输出低电平（逻辑为０），指示灯灭表示输出高电平（逻辑为1）。

五、实验过程1、测试74LS00逻辑关系（1）接线图（图中Ｋ1、Ｋ2接电平开关输出端，LED0是电平指示灯）（2）真值表2、测试74LS02逻辑关系（1）接线图（2）真值表3、测试74LS86逻辑关系接线图（1）接线图（2）真值表六、实验结论与体会实验是要求实践能力的。

在做实验的整个过程中，我们首先要学会独立思考，出现问题按照老师所给的步骤逐步检查，一般会检查处问题所在。

实在检查不出来，可以请老师和同学帮忙。

实验二逻辑门控制电路实验一、实验目的1、掌握基本逻辑门的功能及验证方法。

2、掌握逻辑门多余输入端的处理方法。

3、学习分析基本的逻辑门电路的工作原理。

二、实验设备1、基于CPLD的数字电路实验系统。

2、计算机。

三、实验内容1、用与非门和异或门安装给定的电路。

2、检验它的真值表，说明其功能。

四、实验方法按电路图在Quartus II上搭建电路，编译，下载到实验板上进行验证。

数字电路设计原理数字电路是由数字元件组成的电路，其运算和控制都是以离散值进行的。

数字电路设计原理是指在数字系统中设计各种数字电路的原理和方法。

数字电路设计原理的核心在于逻辑门的设计和组合。

逻辑门是指实现逻辑运算的基本元件，包括与门、或门、非门等，通过连接不同逻辑门实现数字电路的功能。

数字电路设计中首先要明确设计的功能需求，然后根据功能需求选择适当的逻辑门，接着进行逻辑门的连接和布线设计，最终实现数字电路的设计。

数字电路设计原理中常用的逻辑门包括与门、或门、非门、异或门等。

与门实现与运算，或门实现或运算，非门实现取反运算，异或门实现异或运算。

通过适当组合这些逻辑门，可以实现各种复杂的数字逻辑功能。

在数字电路设计中，常采用的设计方法包括组合逻辑设计和时序逻辑设计。

组合逻辑设计是指直接根据输入信号计算输出信号的逻辑功能，适用于无状态的逻辑功能设计。

时序逻辑设计则涉及时钟信号，根据时钟触发进行状态转移，适用于需要存储状态的逻辑功能设计。

数字电路设计原理还包括时钟信号设计、电源电压设计、ESD防护设计等内容。

时钟信号设计是指设计时钟频率、时钟相位等参数，保证数字电路的稳定性和可靠性。

电源电压设计是指设计供电电压的幅值和波形，保证数字电路的正常工作。

ESD防护设计是指采取防护措施，防止静电放电对数字电路的损坏。

总之，数字电路设计原理是数字系统设计的重要基础，只有掌握了数字电路设计原理，才能设计出高效、稳定、可靠的数字电路系统。

通过不断学习和实践，可以不断提高数字电路设计的水平，为数字系统的发展做出贡献。

希望以上内容对你有所帮助，如有疑问欢迎继续探讨。

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一、概述VHDL与数字电路设计一、概述二、VHDL语言三、用VHDL设计逻辑电路传统数字电路设计方法 EDA设计方法 PLD器件设计流程文本设计输入—VHDL程序设计数字电子技术的基本知识回顾组合逻辑电路编码器、译码器、数据选择器、加法器、数值比较器等传统设计方法传统的设计方法是基于中小规模集成电路器件进行设计（如74系列及其改进系列、CC4000系列、 74HC系列等都属于通用型数字集成电路），而且是采用自底向上进行设计：（1）首先确定可用的元器件；（2）根据这些器件进行逻辑设计，完成各模块；（3）将各模块进行连接，最后形成系统；（4）而后经调试、测量观察整个系统是否达到规定的性能指标。

时序逻辑电路同步时序逻辑电路异步时序逻辑电路寄存器、移位寄存器、计数器、序列信号发生器 EDA设计方法EDA（Electronics Design Automation）即电子设计自动化技术，是利用计算机工作平台，从事电子系统和电路设计的一项技术。

EDA技术为电子系统设计带来了这样的变化：（1）设计效率提高，设计周期缩短；（2）设计质量提高；（3）设计成本降低；（4）能更充分地发挥设计人员的创造性；（5）设计成果的重用性大大提高，省去了不必要的重复劳动。

自顶向下的设计方法数字电路的EDA设计是基于PLD进行设计的，支持自顶向下的设计方法：（1）首先从系统设计入手，在顶层进行功能划分和结构设计；（2）然后再逐级设计底层的结构；（3）并在系统级采用仿真手段验证设计的正确性；（4）最后完成整个系统的设计，实现从设计、仿真、测试一体化。

传统设计方法 vs EDA设计方法传统设计方法自底向上手动设计软硬件分离原理图设计方式系统功能固定不易仿真难测试修改模块难移植共享设计周期长PLD器件设计流程（1）PLD开发系统包括硬件和软件两部分。