EDA技术与Verilog设计

EDA技术与Verilog设计

第1章 EDA技术概述 1.1 EDA技术及其发展 1.2 Top-down设计与IP核设计 1.3 EDA设计的流程

EDA技术及其发展 1．电子CAD（Computer Aided Design） EDA（Electronic Design Automation） 就是以计算机为工作平台，以EDA软件工具为开发环境，以PLD器件或者ASIC专用集成电路为目标器件设计实现电路系统的一种技术。 1．电子CAD（Computer Aided Design） 2．电子CAE（Computer Aided Engineering） 3．EDA（Electronic Design Automation）

EDA技术的应用范畴

EDA技术的新发展 在FPGA上实现DSP应用 嵌入式处理器软核的成熟 自主知识产权 电子技术领域全方位融入EDA技术 电子领域各学科的界限更加模糊、互为包容 更大规模的FPGA和CPLD器件不断推出 IP核的广泛应用 SoC高效低成本设计技术的成熟

现代EDA技术的特征 1．硬件描述语言设计输入 2．“自顶向下”设计方法（Top-down） 3．开放性和标准化 4．高层综合与优化

1.2 Top-down设计与IP核设计 Top-down设计

Bottom-up设计 缺点：效率低、易出错

IP(Intellectual Property)核 IP（Intellectual Property）：原来的含义是指知识产权、著作权，在IC设计领域指实现某种功能的设计。 IP核（IP模块）：指功能完整，性能指标可靠，已验证的、可重用的电路功能模块。 IP复用（IP reuse）

IP核与SOC设计 软IP--用VHDL等硬件描述语言描述的功能块，但是并不涉及用什么具体电路元件实现这些功能。

SOC： SYSTEM ON a CHIP

1.3 EDA设计的流程 设计输入（Design Entry） IEEE标准 （1）ABEL-HDL （2）AHDL （3）VHDL 1. 原理图输入(Schematic diagrams ) 2、硬件描述语言 (HDL文本输入) （1）ABEL-HDL （2）AHDL （3）VHDL IEEE标准 （4）Verilog HDL 硬件描述语言与软件编程语言（C、PASCAL等）有本质的区别

综合（Synthesis） 将较高层次的设计描述自动转化为较低层次描述的过程 ◆行为综合：从算法表示、行为描述转换到寄存器传输级（RTL） ◆版图综合或结构综合：从逻辑门表示转换到版图表示，或转换到PLD器件的配置网表表示 综合器是能够自动实现上述转换的软件工具，是能将原理图或HDL语言描述的电路功能转化为具体电路结构网表的工具

软件编译器和硬件综合器区别 CPU指令/数据代码： COMPILER 010010 100010 1100 硬件描述语言 C、ASM... 程序 软件程序编译器 COMPILER CPU指令/数据代码： 010010 100010 1100 （a）软件语言设计目标流程 硬件描述语言 综合器 SYNTHESIZER VHDL/VERILOG. 程序 为ASIC设计提供的 电路网表文件 （b）硬件语言设计目标流程

适 配 适配器也称为结构综合器，它的功能是将由综合器产生的网表文件配置于指定的目标器件中，并产生最终的可下载文件 适 配 适配器也称为结构综合器，它的功能是将由综合器产生的网表文件配置于指定的目标器件中，并产生最终的可下载文件 对CPLD器件而言，产生熔丝图文件，即JEDEC文件；对FPGA器件则产生Bitstream位流数据文件

仿真（Simulation） 仿真是对所设计电路的功能的验证 功能仿真（Function Simulation） 时序仿真（Timing Simulation）

编程（Program） 把适配后生成的编程文件装入到PLD器件中的过程， 或称为下载。 通常将对基于EEPROM工艺的非易失结构PLD器件的下载称为编程（Program），将基于SRAM工艺结构的PLD器件的下载称为配置（Configure）。

1.4 常用的EDA软件工具 集成的CPLD/FPGA开发工具 逻辑综合工具 仿真工具 其他设计工具

集成的CPLD/FPGA开发工具

逻辑综合工具（Synthesis Tools）

仿真工具（simulation tools）

1.5 EDA技术的发展趋势 市场对系统的集成度不断提出更高的要求。 超大规模集成电路的集成度和工艺水平不断提高。 市场对系统的集成度不断提出更高的要求。 高性能的EDA工具，其自动化和智能化程度不断提高，为嵌入式系统设计提供了功能强大的开发环境。 计算机硬件平台性能大幅度提高，为复杂的SoC设计提供了物理基础。

习 题 1-1 现代EDA技术的特点有哪些？ 1-2 什么是Top-down设计方式？ 1-3 数字系统的实现方式有哪些？各有什么优缺点？ 习 题 1-1 现代EDA技术的特点有哪些？ 1-2 什么是Top-down设计方式？ 1-3 数字系统的实现方式有哪些？各有什么优缺点？ 1-4 什么是IP复用技术？IP核对EDA技术的应用和发展有什么意义？ 1-5 用硬件描述语言设计数字电路有什么优势？ 1-6 基于FPGA/CPLD的数字系统设计流程包括哪些步骤？ 1-7 什么是综合？常用的综合工具有哪些？ 1-8 功能仿真与时序仿真有什么区别？