EDA应用技术-数字系统设计与EDA技术.pdf

EDAEDA应用技术应用技术
目录
‹ 绪论(1学时)
‹ 第1章数字系统设计与EDA技术(2学时)
‹ 第2章 PLD器件结构(1学时)
‹ 第3章硬件描述语言Verilog HDL (2学时)
‹ 第4章 EDA设计工具软件(2学时)
‹ 第5章数字电路与数字系统的设计实现(2学时)
理论课共10学时
1-2
1
第1章数字系统设计与EDA技术
数字系统的设计
EDA技术与PLD
IP核复用技术与SOC
数字系统的实现方式
数字系统的设计描述方法
共共22学时学时
1-3
数字系统的设计
内内概要容概要
一、数字系统的概念
二、传统的数字系统设计方法
三、现代的数字系统设计方法
1-4
2
数字系统的设计
一、数字系统的概念
1. 数字系统
ƒ 电子系统
定义¾ 凡是可完成一个特定功能的完整的电子装置。
特点¾ 由一组电子元件或基本电子单元电路相互连接、
相互作用而形成的电路整体,能按特定的控制信
号,去执行所设想的功能。
分类
•模拟电子系统
•数字(电子)系统
•模拟-数字混合电子系统
1-5
数字系统的设计
ƒ 模拟电子系统
定义¾ 由若干模拟集成电路、单元电路和分立元器件组成,
对模拟信号进行检测、处理、变换和产生的电子系统。
ƒ 数字(电子)系统
定义¾ 凡是利用数字技术对数字信息进行处理、传输的电子
系统。
特点¾ 由若干数字电路和逻辑部件组成,处理及传送数字信号。
优点•工作稳定可靠,抗干扰能力强;
•精确度高;
•便于大规模集成,易于实现小型化;
•便于模块化;
•便于加密、解密。
1-6
3
数字系统的设计
ƒ 模拟-数字混合电子系统
定义¾ 由模拟电子电路和数字电子电路组成的电子系统。
应用¾ 主要用于过程控制和各种仪器仪表中,完成对如温度、
压力、流量、速度等物理量的测量、控制和显示等。
温度电压大信号
模拟控制数字
信号信号信号
图1-1 水温自动控制系统
1-7
数字系统的设计
2. 数字集成电路
ƒ 数字电路:对数字信号进行算术运算和逻辑运算的电路。
ƒ 数字集成电路:在一块半导体基片上,把众多的数字电路
基本单元制作在一起形成的数字电路。
ƒ 数字集成电路按集成度分每块包含基本元件数
小规模集成电路SSIC, 10 ∼ 100个;
中规模集成电路MSIC, 100 ∼ 1000个;
大规模集成电路LSIC, 1000 ∼ 10000个;
超大规模集成电路VLSIC, 10000个以上。
1-8
4
数字系统的设计
ƒ 按逻辑功能的特点分:
(1)通用型:具有很强的通用性,逻辑功能较简单,且固定
不变。
(2)专用型: 即专用集成电路ASIC(Application Specific
Integrated Circuit),为某种专门用途而设计的集成电路。
9 数字系统的发展得益于数字器件和集成技术的发展。
摩尔定律(Moore’s law):每18个月
,芯片集成度提高1倍,功耗下降一半。
1-9
数字系统的设计
3. 数字器件的发展
ƒ SSIC→MSIC →LSIC →VLSIC →SOC(System On Chip片上系统)
→SOPC(System On a Programmable Chip,可编程片上系统)
4. 集成(IC,Integrated Circuits)技术的发展
ƒ 芯片的工艺线宽越来越小
,发展到现在的90nm。
ƒ 设计周期越来越短
1997年时需要12~18月,现在可能只需要半年甚至更短!
ƒ 集成度越来越高
从1997年的20万~50万门,发展到现在的几千万门。
1-10
5
数字系统的设计
ƒ 最具有代表性的IC芯片:
¾ 微控制芯片(MCU,Micro Control Unit )
¾ 可编程逻辑器件(PLD,Programmable Logic Device)
¾ 数字信号处理器(DSP,Digital Signal Processor)
¾ 大规模存储芯片(RAM/ROM,Random Access
Memory/Read Only Memory)
¾ 光电集成芯片(OEIC,Optical Electronic IC)
以上这些器件构成