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EDA课件5

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EDA技术PPT(5)

EDA技术PPT(5)
英制的默认单位为mil（毫英寸）； 公制的默认单位为mm（毫米）； 1mil=0.0254mm 。
走线规律： 走线规律：
1、走线方式 尽量走短线，特别是小信号。 2、走线形状 同一层走线改变方向时，应走斜线。 3、电源线与地线的设计 40－100mil，高频线用地线屏蔽。 4、多层板走线方向 相互垂直，层间耦合面积最小；禁 止平行走线。
参照原理图，结合机构，进行布局 布局检查： 布局检查：
1、检查元件在二维、三维空间 上是否有冲突。 2、元件布局是否疏密有序，排 列整齐。 3、元件是否便于更换，插件是 否方便。 4、热敏元件与发热元件是否有 距离。 5、信号流程是否流畅且盾。 7、元件焊盘是否足够大。
分析绘制原理图，进行ERC检查。建立标准元件库，特 殊元器件，印制板设计文件等，并可生成网（络）表。
网（络）表文件是一张电路原理图中全部元 件和电气连接关系的列表，它包含电路原理图中 的元件综合信息，包括元件名、元件封装、元件 序号、引脚信息及元件间的网络连接关系。它在 电路原理图和PCB之间起到—个桥梁作用，是 PCB板自动布线的灵魂。
第四页必须是结构框图。根据设计的复杂程度，可能会有多个框图， 如：系统框图，电源框图，reset框图等等。 第五页开始，为正式的设计，请遵循以下规则 每一页原理图必须有标题和边框 。 相关内容的设计必须放在同一页或者连续的多页。例如：AC97控 制器和音频连接器，USB Hub和USB Host 连接器等。 不同的内容不允许放置在同一页。 每一页都必须包含与首页一致版本信息。 默认网络名字体大小为：英文字体为：xxx，颜色为：xxx。不允 许出现中文。 默认说明文字字体大小为：英文字体为：xxx, 颜色为：xxx. 最好 不要出现中文
5. PCB布线 PCB布线

集成电路设计的EDA系统.pptx

集成电路设计的EDA系统.pptx
而估算速度、面积、功耗，进行逻辑结构的性能优化 • 5. 得到工艺相关的逻辑网表
第12页/共75页
逻辑模拟
• 逻辑模拟的基本概念：将逻辑设计输入到计算机，用软件方法形成硬件的模型， 给定输入波形，利用模型算出各节点和输出端的波形，判断正确否
• 主要作用：验证逻辑功能和时序的正确性
• 分类：根据所模拟逻辑单元规模的大小
• 整个设计过程就是把高层次的抽象描述逐级向下进行综合、验证、实现，直到物理级的低层次描述，即掩 膜版图。
• 各设计阶段相互联系，例如，寄存器传输级描述是逻辑综合的输入，逻辑综合的输出又可以是逻辑模拟和 自动版图设计的输入，版图设计的结果则是版图验证的输入。
• ICEDA系统介入了包括系统功能设计、逻辑和电路设计以及版图设计等在内的集成电路设计的各个环节
• 分配：给定性能、面积/功耗条件下，确定相应的RTL级单元来实现各种操 作，产生相应的数据通道，即将行为（如数据处理、存储、传输等）与元件 对应起来
• 调度：确定这些操作单元的次序 • 结果：与工艺无关的通用RTL级单元组成的结构描述
第8页/共75页
逻辑综合
• 概念：通过逻辑综合器结合单元库，将RTL级描述转换成逻辑级描述 • 核心：由给定的功能和性能要求，在一个包含许多结构、功能、性能已知的逻辑
• VHDL • Verilog HDL
第6页/共75页
综合
• 概念：通过附加一定的约束条件，结合相应的单元库，从设计的高层次向低层 次转换的过程，是一种自动设计的过程
• 分类： • 高级综合：从算法级到寄存器传输（RTL）级 • 逻辑综合：从寄存器传输级到逻辑级
第7页/共75页
高级综合
• 概念：结合RTL级单元库，将算法级描述转换成RTL级描述 • 核心：分配（ALLOCATION）和调度（SCHEDULING）

EDA技术应用项目5电子课件.共22页PPT

EDA技术应用项目5电子课件.共22页PPT

(3) 项目编译
分析综合
点击Quartus Ⅱ软件工具条上的快捷按钮 进行分析综合。
，对分频器工程
引脚分配
完成分频器的分析综合过程，得到工程的数据库文件以后， 需要给分频器的输入输出引脚进行引脚分配。
全编译
选择Processing→Start Compilation启动全编译过程。
四、项目实施——1. Quartus Ⅱ原理图设计
电路调试： 将外部时钟输入调至1Hz，按下清零键CLR，观察3个LED的亮灭
是否符合分频器要求。
故障分析及排除： 1．完成器件编程后，如按下CLR键不起作用，可检查CLR端的 管脚分配是否正确。 2．分频器始终无反应。出现这种情况，应该考虑管脚没有分 配好，或者分配了管脚，但是没有重新编译。 3．LED亮灭变化过快或过慢，应该考虑外部时钟输入是否调至 1Hz。
1
0
、
倚
南
窗
以
寄
傲
，
审
容
膝
之
易
安
。
《EDA技术应用》项目课件
项目五 2.5分频器的原理图输入设计
三、项目分析
3.软件设计思路
先用JK触发器设计模3计数器（可直接利用前续项 目原理图文件生成图元），再用D触发器设计2分频 器，再按照电路结构图，完成2.5分频器的设计。
逻辑电路图：
四、项目实施
EDA技术应用项目5电子课件.
6
、
露
凝
无
游
氛
，
天
高
风
景
澈
。
7、翩翩新 来燕，双双入我庐 ，先巢故尚在，相 将还旧居。
8
、
吁
嗟
身

EDA技术5.ppt

EDA技术5.ppt
mstantShift模块执行左移运算时， 从DataMux中移出的位并没有被舍弃， 而是被移到Anddrew的更髙位上去了。 如果Address和DataMux的位宽相同， 则髙位将被移走并被舍弃。
1 移位运算符的综合
2
位运算的综合
位运算的综合结果输入和输出 是一一对应的
Thank You
单击此题处移样编式辑位母运版标算符与 位运算符的综合
学习内容
01 移位运算符的综合 02 位运算的综合
1 移位运算符的综合
Verilog HDL综合系统支持左移(“<<”)和右移(“>>”)运算 符。移位腾出的各位都补0。运算符右边的运算量表示移位的位数， 它既可以是常量，也可以是变量。在这两种情况下，产生的都是组 合逻辑。如果位移量是常量，则只需重新连线就行了。如果位移量 是变量，则会综合出通用移位器。

EDA技术精品课件

EDA技术精品课件
高级综合工具还可以对设计的正确性进行验证，通过仿真和模拟来检查设计的正确性，从而减少了设计错误和返工的可能性。
高级综合工具是EDA技术中最核心的工具之一，它可以将高层次设计转换成硬件描述语言，如Verilog和VHDL。
1
布局布线工具
2
3
布局布线工具是EDA技术中用于芯片物理设计的工具。
布局布线工具可以将高层次的设计转换成实际的芯片物理设计，包括芯片的布局、布线和验证等。
eda技术精品课件
2023-10-28
目录
contents
EDA技术概述EDA技术的基本原理EDA技术的关键技术EDA技术的设计案例EDA技术的未来趋势
01
EDA技术概述
定义
EDA技术是指电子设计自动化技术，它利用计算机辅助设计软件来完成集成电路的设计、验证和模拟。
特点
自动化程度高，可以大大缩短设计周期；设计灵活，可以适应不同的设计需求；设计成本低，可以提高芯片的竞争力。
布局布线工具能够优化芯片的性能和功耗，并且可以检查芯片设计的可制造性和可靠性。
03
IP核复用技术可以提高设计的可靠性和性能，并且可以缩短设计周期和降低成本。
IP核复用技术
01
IP核复用技术是EDA技术中用于提高设计效率和可靠性的重要技术之一。
02
IP核复用技术可以将已经经过验证的硬件设计模块化，从而避免重复设计和错误。
VS
随着集成电路和半导体技术的不断发展，EDA技术将覆盖更多的应用领域。例如，在物联网、人工智能、5G通信等领域，EDA技术将被广泛应用于各种芯片设计，包括处理器、存储器、传感器等。
扩大EDA技术的应用领域需要不断加强技术研发和市场开拓，以实现技术的广泛应用和商业化落地。

EDA原理及应用 共263页PPT资料

EDA原理及应用 共263页PPT资料
HDL硬件描述语言概念 HDL语言特点和比较 HDL语言最新发展
EDA技术发展历史
EDA技术随着计算机、集成电路、电子系统设 计的发展，经历了三个发展阶段：
1、计算机辅助设计（CAD） 2、计算机辅助工程设计（CAE） 3、电子设计自动化（EDA）
1、计算机辅助设计(CAD)
硬件设计发展的初级阶段。在此阶段，大量选用中 小规模标准集成电路，将产品设计过程中高度重复 性的布图布线工作，采用二维图形编辑与分析的 CAD工具。由于PCB布图布线工具受到计算机工作 平台的制约，其支持的设计工作有限且性能比较差。
广义EDA技术，是通过计算机及其电子系统的辅助 分析和设计软件，完成电子系统某一部分的设计过 程。因此，广义EDA技术除了包含狭义的EDA技术 外，还包括计算机辅助分析CAA技术（如PSPICE， EWB，MATLAB等），印刷电路板计算机辅助设计 PCB-CAD技术（如PROTEL，ORCAD等）和其它高 频和射频设计和分析的工具等。
2、设计输入 设计输入是将所设计的系统或电路以开发软件要求 的某种形式表示出来，并输入EDA工具的过程。常 用的方法有硬件描述语言（HDL）和原理图输入方 法等。 原理图输入方式是一种最直接的描述方式，在可编 程芯片发展的早期应用较广，它将所需的器件从元 件库中调出来，画出原理图。这种方法虽然直观并 易于仿真，但效率低，且不易维护。更主要的缺点 是可移植性差。 HDL语言输入法利用文本描述设计，主要使用行为 级HDL，其主流语言是Verilog HDL和VHDL。
6、大多数EDA软件都具有仿真和模拟功能；
EDA技术的主要内容
基于狭义EDA技术进行可编程逻辑器件的设计应掌 握以下几个方面的内容： １、大规模可编程逻辑器件PLD，是利用EDA技术 进行电子系统设计的载体； ２、硬件描述语言HDL，是利用EDA技术进行电子 系统设计的主要表达手段； ３、EDA设计软件EDAS：是利用EDA技术进行电 子系统设计的自动化设计工具； ４、相关的硬件平台，是利用EDA技术进行电子系 统设计的下载工具及硬件验证工具；

第一讲-EDA简介PPT课件

适配完成后可以利用适配所产生的仿真文件作 精确的时序仿真，同时产生可用于编程的文件。
17
4、时序仿真与功能仿真
在编程下载前，必须利用EDA工具对适配生 成的结果进行模拟测试，就是所谓的仿真。即让计 算机根据一定的算法和一定的仿真库对EDA设计进 行模拟，以验证设计，排除错误。
18
5、编程下载
把适配后生成的下载或配置文件，通过编程器 或编程电缆向FPGA或CPLD进行下载，以便进行硬 件调试和验证（Hardware Debugging）。 CPLD：以乘积项结构方式构成逻辑行为的器件。 FPGA：以查表法结构方式构成逻辑行为的器件。
• FPGA与ASIC正在互相融合，取长补短。
• 目前，许多PLD公司开始为ASIC提供FPGA 内核。
• 现在，传统ASIC和FPGA之间的界限正变得模糊。 系统级芯片不仅集成RAM和微处理器，也集成FPGA。
13
二、 EDA设计流程及其工具 FPGA/CPLD设计流程
应用于FPGA/CPLD的EDA开发流程
9
自顶向下的设计流程
10
5. EDA与传统电子设计方法的比较
传统的电子系统或IC设计中，手工设计 占了较大比例。缺点如下：
（1）复杂电路的设计、调试十分困难； （2）如果某一过程存在错误，查找和修改十分不便； （3）设计过程中产生大量文挡，不易管理； （4）对于集成电路设计而言，设计实现过程与具体
高层次的表示
行为域
算法级
低层次的表示 结构域 门级
6
编译器和综合器功能比较
7
VHDL综合器运行流程
8
4. 基于VHDL的自顶向下设计方法
传统的硬件电路设计方法：自底向上 元器件、芯片→功能模块→整个系统 缺点：低效、低可靠性、费时费力、成本高昂。

EDAPPT课件

1. EDA技术的起源 2. EDA技术的发展技术及特点
常用EDA软件介绍
1. EDA软件的分类 2. EDA软件的发展趋势
EDA工程的设计流程 EDA工程的设计方法
1.1 EDA技术简介
EDA(Electronic Design Automation 电子设计
自动化)的定义：
1. 狭义的定义： 以计算机为工作平台; 以相关的EDA开发软件为工具; 以大规模可编程逻辑器件（包括CPLD、FPGA、 EPLD等）为设计载体； 以硬件描述语言HDL（Hardware Description Language）为系统逻辑描述的主要表达方式； 自动完成系统算法，电路设计，最终形成电子系统或 专用集成芯片的一门新技术。
20世纪70年代，由于设计师对图形符号使用数量有限， 因此传统的手工布图方法无法满足产品复杂性的要求， 更不能满足工作效率的要求，就产生了一些单独的软件 工具，主要有印制电路板（PCB）布线设计、电路模拟、 逻辑模拟及版图的绘制等。
这种应用计算机进行辅助设计的时期，就是计算机辅助 设计CAD阶段。
利用这些工具，设计师能在产品制作之前预知产品的
功能与性能，能生成产品制造文件，使设计阶段对产 品性能的分析前进了一大步，这就是真正的计算机辅 助工程设计CAE阶段。
飞速发展，其工艺水平已
达到了深亚米微米级，在一个芯片上可以集成上百万、 上千万乃至上亿个晶体管，芯片的工作频率可达到 GHz，发展到了甚超大规模集成电路阶段。
该阶段的硬件系统设计，仍然使用大量不同型号的标
准芯片，实现电子系统设计。
随着微电子工艺的发展，相继出现了集成上万只晶体
管的微处理器、集成几十万乃至上百万储存单元的随 机存储器和只读存储器的超大规模集成电路。

EDA技术概述PPT课件

现代电子设计技术的核心已日趋转向基于计算机的电子设计自动 化技术 EDA（Electronic Design Automation）技术。
20世纪70年代
EDA技术雏形
20世纪80年代
EDA技术基础形成
20世纪90年代
EDA技术成熟和实用
2021/4/7
5
第5页/共46页
EDA技术发展分为三个阶段 ：
2021/4/7
21
第21页/共46页
1.4 EDA技术的优势
1．保证设计过程的正确性，大大降低设计成本，缩短设计周期。
2．有各类库的支持。
3．极大地简化设计文档的管理。
4．日益强大的逻辑设计仿真测试技术。
5．设计者拥有完全的自主权，再无受制于人之虞。
6．良好的可移植与可测试性，为系统开发提供了可靠的保证。
使得产品设计效率大幅度提高。
2021/4/7
14
第14页/共46页
2.半定制或全定制ASIC
1）全定制-----芯片完全由厂家按特定 电路功能制造
设计人员从晶体管的版 图尺寸、位置和互连线 开始设计,以达到芯片面 积利用率高、速度快、 功耗低的最优性能
优点：
性能最佳 物理成本最低
可模数混合 设计成本大
2021/4/7
1
第1页/共46页
1.1 电子设计自动化技术及其发展
EDA技术的涵义 广义的EDA技术、狭义EDA技术
广义定义： 以计算机硬件和系统软件为基本工作平台，继承和借
鉴前人在电路和系统、数据库、图形学、图论和拓扑逻辑、 计算数学、优化理论等多学科的最新科技成果而研制的商品 化EDA通用支撑软件和应用软件包。 广义的EDA技术 : 1）计算机辅助分析CAA( 如PSPICE EWB MATLAB等）

最新[工学]eda实验指导及讲义PPT课件


二、开发环境介绍
VHDL语言－全加器二、开来自环境介绍层次化设计• 在设计输入过程中，往往采用层次化设计方法， 分模块、分层次地进行设计描述。描述器件总功 能的模块放置最上层，称为顶层设计；描述器件 最基本功能的模块放置最下层，称底层设计。顶 层设计和下一层之间的关系类似于软件设计中主 程序和子程序的关系。
EDA/SOC实验开发系统
一、背景知识
可编程器件内部逻辑单元图
一、背景知识
世界著名的数字可编程器件公司
九十年代以后发展很快，最 大的可编程逻辑器件供应商之 一。
FPGA的发明者，老牌 PLD/FPGA公司，是最大可编程 逻辑器件供应商之一。99年 Xilinx收购了Philips的PLD部门
[工学]eda实验指导及讲义
内容提要
零、EDA知识简介 一、背景知识 二、开发环境介绍 三、本次设计相关内容 四、实验要求
QuartusⅡ简介
QuartusⅡ提供了方便的设计输入方式、快速的编 译和直接易懂的器件编程。能够支持逻辑门数在百万 门以上的逻辑器件的开发，并且为第三方工具提供了 无缝接口。QuartusⅡ支持的器件有：Stratix Ⅱ、 Stratix GX、Stratix、Mercury、MAX3000A、 MAX 7000B、MAX 7000S、MAX 7000AE、 MAX Ⅱ、FLEX6000、FLEX10K、FLEX10KA、 FLEX10KE、Cyclone、Cyclone Ⅱ、APEX Ⅱ、 APEX20KC、APEX20KE和ACEX1K系列。 QuartusⅡ软件包的编程器是系统的核心，提供功能 强大的设计处理，设计者可以添加特定的约束条件来 提高芯片的利用率。
二、开发环境介绍
下载线原理图
JP1接目标板JTAG口，J1接计算机并口
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简单信号赋值语句： 简单信号赋值语句：信号的执行机制
在一条信号赋值语句中可以定义多个波形元素 该语句描述了在未来时刻信号将要发生的transition
–
每一个transition就定义为一个波形元素
简单信号赋值语句： 简单信号赋值语句：信号的执行机制
共享的总线信号值是如果确定的？ 我们需要对共享的信号值进行“判决”
Configurations（配置）将 entity和一个特定的 architecture对应 起来
–
绑定规则：默认和直接定义
设计单元
VHDL程序由基本设计单元和次级设计单元组成 基本设计单元
– – – –
Entity Configuration Package声明 这些都是独立于其他设计单元的部分
–
和传统的编程语言定义一致
信号类型是针对数字系统的描述而定义的
– –
与变量类型的区别在于信号值是与时间相联系的 信号的内部表示是一个时间-值的序列!（该序列常被称为信号的驱 动序列）
Entity描述实例 描述实例
对行为的描述： 对行为的描述：VHDL的Architecture结构 的 结构
对行为的描述： 对行为的描述：VHDL的Architecture结构 的 结构
– –
提取全部驱动器队列头中的值 按照判决函数确定信号的值
预定义的IEEE 1164判决类型是 std_logic和std_logic_vector
条件信号赋值语句
条件信号赋值语句
第一个为真的表达式决定了输出值！
选择信号赋值语句
选择信号赋值语句
“when others”子句可以用来保证所有的情况都被覆盖到了！
次级设计单元
– –
Package体 Architecture
简单信号赋值语句
简单信号赋值语句
常数类型
–
常数值在VHDL程序中是不能改变的。
在architecture中采用了信号和信号赋值语句
–
内部信号用来连接实际的电路元件
一条语句能够转入执行的前提条件是表达式敏感表中的信号有事 件（event）发生
–
delta延迟
为了保证没有定义时序的VHDL代码正确执行而自动插入的无限 小延迟 保证了VHDL代码所定义的数据相关性。
– – –
Port是一种新的编程对象：信号 Port具有类型定义，如bit Port具有工作模式定义：in, out, inout (双向)
对接口的描述: 对接口的描述 对象类型
VHDL支持四种基本的对象类型：变量（variable）,常量 （constant）,信号（ signal）和文件（file） 变量和常量类型
VHDL中的延迟模型：惯性延迟 中的延迟模型： 中的延迟模型
signal <= reject time-expression inertial value-expression after time-expression; 最常用的波形表达式
VHDL中的延迟模型：惯性延迟 中的延迟模型： 中的延迟模型
一个完整的VHDL程序模板 程序模板 一个完整的
VHDL中的延迟模型 中的延迟模型
惯性延迟
– –
默认的延迟模型 适合于描述电路单元，像与非门等的延迟
传输延迟
– –
适合于描述具有非常小惯性的物理器件，像连线的延迟 全部的输入事件（event）都传输到输出信号上
Delta延迟
–
VHDL仿真器为了保证事件的正确执行顺序而自动插入的无穷小延 迟
– – –
信号赋值语句和电路中的信号存在一一对应的关系 VHDL语句的执行顺序是由电路中的信号事件（event）的传播来决 定的。 文本中的语句顺序和实际的语句执行顺序没有必然的联系
简单信号赋值语句： 简单信号赋值语句：信号的执行机制
简单信号赋值语句： 简单信号赋值语句：信号的执行机制
如果没有对信号作初始化处理，则信号的初始值是由信号类型的 默认初始值来确定的 信号的时刻-数值对的序列就构成了一个波形 Transaction（处理）是信号赋值的内部表示
第五讲 VHDL语言对基本电路行为的 语言对基本电路行为的 描述方法
提纲
对设计实体的描述 对接口的描述：VHDL语言的Entity结构 对接口的描述：对象类型 对行为的描述：VHDL的Architecture结构 采用IEEE 1164 Library和 Package Configuration 简单信号赋值语句 简单信号赋值语句：信号的执行机制 条件信号赋值语句 选择信号赋值语句 VHDL中的延迟模型
VHDL中的延迟模型：delta延迟 中的延迟模型： 中的延迟模型 延迟
VHDL中的延迟模型：delta延迟 中的延迟模型： 中的延迟模型 延迟

VHDL中的延迟模型：总结 中的延迟模型： 中的延迟模型
延迟模型
–
惯性延迟
针对电路门的信号延迟
–
传输延迟
保证信号的全部事件的传输 针对电路连线上的信号传输
– –
Event（事件）对应于信号赋值产生了新值 一个transaction（处理）所引起的信号赋值有可能没有改变信号的 值
简单信号赋值语句： 简单信号赋值语句：信号的执行机制
关于信号未来赋值的一个序列就构成了该信号的一个驱动 （Driver） 信号的当前值就是序列头部的transaction中的值
Librariy中包含了映射到实际文件目录的逻辑单元 Package是类型定义，子程序和函数的集合
–
用户定义的Package和系统Package
Configuration（配置） （配置）
Configuration（配置） （配置）
将数字系统的接口与内部的具体实现分离开来。
–
一个entity可以有多个不同的architectures
描述了输出信号与输入信号之间的关系：信号赋值语句
– –
定义了传输延迟 类型bit在描述真实的物理信号上是不够的：需要采用 IEEE 1164定 义
采用IEEE 1164 采用
采用IEEE 1164 采用
使用IEEE 1164赋值系统之前需要加入Library和package声明语 句
Library（库）和 Package（包） （ （
对设计实体的描述
VHDL语言主要是对设计对象进行描述
–
寄存器，逻辑模块，芯片，印制板，系统
数字系统的哪些方面需要我们描述
– –
接口：设计实体对外部的连接关系 功能：设计实体所进行的操作
对接口的描述： 语言的Entity结构 对接口的描述：VHDL语言的 语言的 结构
接口是全部端口（port）的集合