基于EDA技术的数字电子钟设计论文.docVIP

目 录 1 EDA技术概述 1 1.1 EDA技术简述 1 1.2 EDA技术的发展状况 2 1.3 EDA的工程设计流程 4 2 硬件描述语言 6 2.1 硬件描述语言概述 6 2.2 HDL硬件描述语言种类及特点 7 2.3 VHDL 的设计流程 12 2.4 VHDL的语言结构 13 2.5 VHDL的语言结构优化 14 3 Quartus II 软件 16 3.1 Quartus II软件的特点 16 3.2 Quartus II设计流程 17 3.3 设计方法和设计规划 17 4 多功能数字电子钟的设计 20 4.1 系统设计方案选择 20 4.2 系统功能描述 21 4.3 数字钟顶层设计方案 21 4.4 数字钟底层设计方案 22 4.4.1 控制模块设计 23 4.4.2 计时模块设计 24 4.4.3 定时模块设计…. 29 4.4.4 报时模块设计 33 4.4.5 显示模块设计 34 4.5 程序调试 41 致谢 43 参考文献....................................................................................................................................... ..44 1 EDA技术概述 1.1 EDA技术简述 电子设计自动化（EDA，Electronic Design Automation）技术是一种以计算机作为工作平台，以EDA软件工具为开发环境，以硬件描述语言和电路图描述为设计入口，以可编程逻辑器件为实验载体，以ASIC (Application Specific Integrated Circuits)、SOC( System On Chip) 和SOPC( System On Programmable Chip)嵌入式系统为设计目标，以数字系统设计为应用方向的电子产品自动化设计技术。它是融合了电子技术、计算机技术、信息处理技术、智能化技术等必威体育精装版成果而开发的高新技术，是现代电子系统设计、制造不可缺少的技术。EDA技术涉及面广，包含描述语言、软件、硬件等多方面知识。 EDA技术代表了当今电子设计技术的必威体育精装版发展方向，它是电子设计领域的一场革命。它的基本特征是：设计人员按照“自顶 向下”的设计方法，对整个系统进行方案设计和功能划分，然后采用硬件描述语言（HDL）完成系统行为级设计，最后通过综合和适配生成最终的目标器件。这样的设计方法称为高层次的电子设计方法。 它主要能辅助进行三方面的设计工作：IC设计,电子电路设计,PCB设计。没有EDA技术的支持，想要完成上述超大规模集成电路的设计制造是不可想象的，反过来，生产制造技术的不断进步又必将对EDA技术提出新的要求。EDA是以大规模可编程逻辑器件为设计载体，以硬件描述语言为系统逻辑描述的主要表达方式，以计算机、大规模可编程逻辑器件的开发软件及硬件系统为设计工具，通过有关的开发软件，自动完成用软件的方式设计的电子系统到硬件系统的逻辑编译、逻辑化简、逻辑分割、逻辑综合及优化、逻辑布局布线、逻辑仿真，直至对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射、编程下载等工作，最终形成集成电子系统或专用集成的一门新技术。 EDA技术伴随着计算机、集成电路、电子系统设计的发展，经历了三个发 展阶段，即：20世纪70年代发展起来的CAD技术；20世纪80年代开始应用的CAE技术；20世纪90年代后期，出现的以硬件描述语言、系统级仿真和综合技术为特征的EDA技术，这时的EDA工具不仅具有电子系统设计的能力，而且能提供独立于工艺和厂家的系统级设计能力，具有高级抽象的设计构思手段。 EDA技术涉及面广，内容丰富，从教学和实用的角度看，主要有以下四个方面内容：(1)大规模可编程逻辑器件；(2)硬件描述语言；(3)软件开发工具；(4)实验开发系统。其中，大规模可编程逻辑器件是利用EDA技术进行电子系统设计的载体；硬件描述语言是利用EDA技术进行电子系统设计的主要表达手段；软件开发工具是利用EDA技术进行电子系统设计的智能化、自动化设计工具；实验开发系统是利用EDA技术进行电子系统设计的下载工具及硬件验证工具。 　　随着现代半导体的精密加工技术发展到深亚微米(0.18~0.35um)阶段，基于大规模或超大规模集成电路技术的定制或半定制ASIC(Application Specific IC即专用集成电路)器件大量涌现并获得广泛的应用，使整个电子技术与产品的面貌发生了深刻的变化，极大地推动了社会信息化的发展进程。而支撑这一发展进程的主要基础之一，就是EDA技术。 图1.1 传统的电