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电路计算机辅助设计吉林大学通信工程学院高燕梅
教学内容与要求第1章EDA技术简介第2章VerilogHDL语言编程(10学时)第3章VHDL语言编程(8学时)第4章MATLAB程序入门(12学时)第5章MATLAB在电路中的应用(4学时)每章有实验室上机实验实验教学
第1章EDA技术简介01EDA技术的主要内容02EDA软件系统的构成03EDA的工程设计流程04数字系统的设计方法05
第2章VerilogHDL语言编程VerilogHDL设计模块的基本结构VerilogHDL词法构成VerilogHDL的语句VerilogHDL模型VerilogHDL设计电路流程用VerilogHDL描述逻辑电路的实例
概述01VHDL程序基本结构02VHDL语言要素03VHDL顺序语句04VHDL并行语句05子程序(SUBPROGRAM)06库、程序包及其他07VHDL描述风格08基本逻辑电路设计09状态机的VHDL设计10第3章VHDL语言编程基础
第4章MATLAB程序入门4.1基本语法4.1.1变量及其赋值4.4.2矩阵的初等运算4.1.3元素群运算4.1.4逻辑判断及流程控制4.2基本绘图方法4.2.1M文件及程序调试4.2.2MATLAB的开发环境和工具第5章MATLAB在电路中的应用5.1电阻电路和动态电路5.2正弦稳态电路和频率响应5.3二端口电路5.4滤波器
第1章EDA技术简介1.1EDA技术的主要内容EDA是电子设计自动化(ElectronicDesignAutomation)的缩写。EDA技术就是以计算机为工具,设计者在EDA软件平台上,用硬件描述语言HDL完成设计文件,然后由计算机自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局、布线和仿真,直至对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作。EDA技术的出现,极大地提高了电路设计的效率和可靠性,减轻了设计者的劳动强度。在电子技术设计领域,可编程逻辑器件(如CPLD、FPGA)的应用,已得到广泛的普及,这些器件为数字系统的设计带来了极大的灵活性。CPLD、FPGA器件可以通过软件编程而对硬件结构和工作方式进行重构,从而使得硬件的设计可以如同软件设计那样方便快捷。促进了EDA技术的迅速发展。
EDA技术涉及面广,内容丰富,主要应掌握如下四个方面的内容:①大规模可编程逻辑器件,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。FPGA和CPLD②硬件描述语言,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。VHDL、Verilog、ABEL③软件开发工具,软件开发工具是利用EDA技术进行电子系统设计的智能化的自动化设计工具。Altera的MAX+plusII、Lattice的ispEXPERT、Xilinx的FoundationSeries。④实验开发系统,实验开发系统则是利用EDA技术进行电子系统设计的下载工具及硬件验证工具。
可编程逻辑器件(简称PLD)是一种由用户编程以实现某种逻辑功能的新型逻辑器件。FPGA是现场可编程门阵列的简称,CPLD是复杂可编程逻辑器件的简称。高集成度、高速度和高可靠性是FPGA/CPLD最明显的特点,其时钟延时可小至ns级,结合其并行工作方式,在超高速应用领域和实时测控方面有着非常广阔的应用前景。FPGA/CPLD的高可靠性还表现在几乎可将整个系统下载于同一芯片中,实现所谓片上系统,从而大大缩小了体积,易于管理和屏蔽。大规模可编程逻辑器件
硬件描述语言(HDL)常用的硬件描述语言有VHDL、Verilog、ABEL。VHDL:作为IEEE的工业标准硬件描述语言,在电子工程领域,已成为事实上的通用硬件描述语言。Verilog:支持的EDA工具较多,适用于RTL级(寄存器转换级)和门电路级的描述,其综合过程较VHDL稍简单,但其在高级描述方面不如VHDL。有专家认为,在新世纪中,VHDL与Verilog语言将承担几乎全部的数字系统设计任务。
目前比较流行的、主流厂家的EDA的软件工具有:软件开发工具Altera的MAX+plusII、升级版QuartusII;Lattice的ispEXPERT;Xilinx的FoundationSeries。MAX+plusII是Altera公司开发的EDA工具软件。Altera公司是世界上最大的可编程逻辑器件供应商之一。MAX+plusII软件是一个集成化的可编程逻辑器件开发环境,设计者能在这个环境下进行逻辑设计,完成设计文件的输入编辑、编译、仿真、综合、布局布线和编程下载等设计工作。软件界面友好、方便易学、功能全面,是非常流行的大众化EDA平台。
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