数字电路课程设计PPT课件

EDA技术与应用 江国强 电子工业出版社， 2010
EDA技术与VHDL设计 徐志军等，电子 工业出版社，2009
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1 概述－参考资料
VHDL与数字电路设计.卢毅赖杰.科学出 版社，2001
EDA技术实验与课程设计.曹昕燕.清华大 学出版社，2006
EDA技术综合应用实例与分析.谭会生.西 安电子科技大学出版社，2004
最高集成度已达到400万门
向低电压和低功耗方向发展
5V3.3V2.5V1.8V更低
内嵌多种功能模块
MacroFuction、Megafunction IP Core： RAM，ROM，FIFO，DSP，CPU SOPC
向数、模混合可编程方向发展
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2 可编程逻辑器件－主要制造商
www.altera.com
X
状态方程
Z
组合电路
Y
Q
时序电路
CLK
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1 概述－数字电路设计的基本方法
布尔函数－数字系统数学基础（卡诺图） 数字电路设计的基本方法
组合电路设计
问题逻辑关系真值表化简逻辑图
时序电路设计
列出原始状态转移图和表状态优化状态分配 触发器选型求解方程式逻辑图
使用中、小规模器件设计电路
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2 可编程逻辑器件－基本概念
eqcomp4.vhd
库
--eqcomp4 is a four bit equality comparator Library IEEE;
包
use IEEE.std_logic_1164.all;
实体
entity eqcomp4 is port (a, b:in std_logic_vector(3 downto 0);
验证方式
计算机语言主要关注于变量值的变化
VHDL要实现严格的时序逻辑关系
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3 VHDL的基本语法－与计算机语言的区别
C、ASM… 程序
软件程序编译器 COMPILER
（（aA））软件语言设计目标流程
CPU指令/数据代码： 010010 100010 1100
VHDL/VERILOG 程序
硬件描述语言综合器 SCYONMTPHEISLIEZRER
VHDL Verilog HDL System C System Verilog
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3 VHDL的基本语法－与计算机语言的区别
运行的基础
计算机语言是在CPU＋RAM构建的平台上运行
VHDL设计的结果是由具体的逻辑、触发器组成 的数字电路
执行方式
计算机语言基本上以串行的方式执行
VHDL在总体上是以并行方式工作
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1 概述－教学目的
以《数字电子技术》为基础，学习数字 电路系统的基本设计方法
以可编程逻辑器件为基础，掌握硬件描 述语言VHDL设计数字电路系统的新方 法
面向工程应用，理论结合实践，提高电 路系统的设计水平
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1 概述－课程内容
了解大规模可编程逻辑器件的结构及工作原 理（基础）
熟悉EDA软件的使用方法（工具）
（（bB））硬件语言设计目标流程
DQ
JQ K
为ASIC设计提供的电路网表文件
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3 VHDL的基本语法－基本结构
VHDL程序的基本结构
Library
库
Entity
实体
Architecture
结构体
Package
程序包
Configuration
配置
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3 VHDL的基本语法－基本结构
按结构特点
与或阵列结构－PROM，EEPROM，PAL，GAL，CPLD 门阵列结构 －FPGA
按编程工艺
Fuse/Anti-Fuse
EEPROM-大多数CPLD
SRAM -大多数FPGA
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2 可编程逻辑器件－CPLD与FPGA的区别
内部结构 程序存储 资源类型 集成度 使用场合 速度 其他资源 保密性
MAX +PlusII Quartus II
掌握一种硬件描述语言（方法）
VHDL Verilog
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1 概述－考核
考核的形式
日常成绩＋设计成绩＋报告+考试
报告的要求
见实验中心网站的模板
http://eelab.dlut.edu.cn/
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1 概述－数字电路系统的基本构成
输出方程
激励方程
PLD
Programmable Logic Device 可编程逻辑器件
CPLD/FPGA
Complex Programmable Logic Device 复杂可编程逻辑器件
Field Programmable Gate Array 现场可编程门阵列
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2 可编程逻辑器件－PLD的优点
equal :out std_logic); end eqcomp4;
结构体
architecture dataflow of eqcomp4 is begin
集成度不断提高
可减小电路的面积，降低功耗，提高可靠性
具有先进的开发工具
提供语言、图形等设计方法，十分灵活 通过仿真工具来验证设计的正确性
可反复地编程，方便设计的修改和升级 可灵活地定义管脚功能，减轻设计工作
量，缩短系统开发时间 保密性好
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2 可编程逻辑器件－PLD的发展趋势
向高集成度、高速度方向进一步发展
最大的PLD供应商之一
www.xilinx.com
FPGA的发明者，最大的PLD供应商之一
www.latticesemi.com
ISP技术的发明者
www.actel.com
提供军品及宇航级产品
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2 可编程逻辑器件－分类
按集成度高低
PROM、EPROM、EEPROM、PAL、PLA、GAL CPLD、FPGA
数字电路课程设计 2011秋季
大连理工大学电信学部 赵权科 2011.09
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1 概述－教学安排
学时：24 教材：见参考资料 上课教室：综-220 上课时间：第3周-第16周
选课
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1 概述－参考资料
EDA技术实用教程 潘松黄继业.科学出版 社，2006
FPGA与SOPC设计教程-DE2实践 张志刚 西安电子科技大学出版社，2007
CPLD Product－term 内部EEPROM 组合电路资源丰富Baidu Nhomakorabea
低 完成控制逻辑
慢 － 可加密
FPGA Look－up Table SRAM，外挂EEPROM 触发器资源丰富
高 能完成比较复杂的算法
快 EAB，锁相环 一般不能保密
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3 VHDL的基本语法
HDL
Hardware Description Language 硬件描述语言