函数信号发射器的VHDL设计(EDA报告).docVIP

EDA实习报告 学 院：电气信息工程学院 专业班级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 实验日期： 目录 一、实习题目…………………………………………………2 二、实习目的…………………………………………………2 三、实习技术要求 1、FPGA与VHDL简介………………………………………2 2、VHDL程序语言基本设计…………………………………3 3、设计工具…………………………………………………4 4、设计要求…………………………………………………5 四、实现过程 1、设计方案选择……………………………………………5 2、设计流程…………………………………………………5 3、主要函数语句应用………………………………………6 五、功能及代码 1、四选一选择器……………………………………………8 2、方波发生器………………………………………………9 3、三角波发生器…………………………………………11 4、锯齿波发生器…………………………………………12 5、正弦波发生器…………………………………………13 6、顶层文件………………………………………………18 六、仿真及硬件测试………………………………………20 七、总结……………………………………………………23 八、参考文献………………………………………………23 函数信号发射器的VHDL设计 一、实习题目 函数信号发射器的VHDL设计 二、实习目的 通过实习，使学生能够熟练掌握 1、VHDL硬件语言的编写 2、数字逻辑电路的设计方法 3、对学过知识的综合运用 4、学会撰写实习报告和总结 三、实习技术要求： 1、FPGA与VHDL简介 FPGA（Field－Programmable Gate Array）即现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路（ASIC）领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。 与传统们阵列和掩模可编程门阵列(MPGA)相比，FPGA具有很多的优点，传统门阵列可以用来设计任何电路，但是只能在工厂中一次性编程，而且还需要针对该电路的特定的掩模。FPGA是标准通用器件。使用其代替MPGA，可以将设计时间由几个月缩短至几小时，并且使设计更加简单，从而减少了错误修改和设计指标变更的花费。 FPGA器件在结构上，由逻辑功能块排列为阵列，它的结构可以分为三个部分：可编程快CLB（Configurable Logic Blocks）、可编程I/O模块IOB（Input Block）和可编程内部连线PI（Programmable Interconnect）。CLB在器件中排列为阵列，周围有环形内部连线，IOB分布在四周的管脚上。 FPGA的基本特点主要有：1、采用FPGA设计ASIC电路，用户不需要投片生产，就能得到合用的芯片。 2、FPGA可做其它全定制或半定制ASIC电路的中试样片。 3、FPGA内部有丰富的触发器和I／O引脚。 4、FPGA是ASIC电路中设计周期最短、开发费用最低、风险最小的器件之一。 5、FPGA采用高速CHMOS工艺，功耗低，可以与CMOS、TTL电平兼容。 VHDL（Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language,超高速集成电路硬件描述语言）是一种用来描述数字系统行为和结构的硬件描述语言，被广泛的运用于描述和仿真各种数字系统，小到几个门，大到许多复杂集成电路相连的系统。 VHDL诞生于1982年，是由美国国防部开发的一种快速设计电路的工具，目前已经成为IEEE（The Institute of Electrical and Electronics Engineers）的一种工业标准硬件描述语言。相比传统的电路系统的设计方法，VHDL具有多层次描述系统硬件功能的能力，支持自顶向下（Top to Down）和基于库（Library Based）的设计的特点，因此设计者可以不必了解硬件结构。从系统设计入手，在顶层进行系统方框图的划分和结构设计，在方框图一级用VHDL对电路的行为进行描述，并进行仿真和纠错，然后在系统一级进行验证，最后再用逻辑综合优化工具生成具体的门级逻辑电路的网表，下载到具体的FPGA器件中去，从而实现可编程的专用集成电路（ASIC）的设计。 2、VHDL程序语言基本设计 一个VHDL语言的设计程序描述的是一个电路单元，这个电路单元可以是一个门电路，或者是一个计数器，也可以是一个CPU，一般情况下，一个完整的VHDL语言程序至少包括实体、结构体和程序包