EDA原理及VHDL實(shí)現(xiàn)

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1、EDA原理及VHDL實(shí)現(xiàn)（該課程為校級(jí)精品課程）何賓2011.09課程內(nèi)容第1章數(shù)字系統(tǒng)EDA設(shè)計(jì)概論第2章可編程邏輯器件設(shè)計(jì)方法第3章VHDL語(yǔ)言基礎(chǔ)第4章數(shù)字邏輯單元設(shè)計(jì)第5章數(shù)字系統(tǒng)高級(jí)設(shè)計(jì)技術(shù)（*）第6章基于HDL設(shè)計(jì)輸入第7章基于原理圖設(shè)計(jì)輸入第8章設(shè)計(jì)綜合和行為仿真第9章設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)和時(shí)序仿真課程內(nèi)容第10章設(shè)計(jì)下載和調(diào)試第11章數(shù)字時(shí)鐘設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)（*)第12章通用異步接收發(fā)送器設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)(*)第13章數(shù)字電壓表設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)(*)第14章軟核處理器PicoBlaze原理及應(yīng)用(*)注：帶*的內(nèi)容可根據(jù)課時(shí)的安排選講課程授課時(shí)間安排該課程計(jì)劃總學(xué)時(shí)：56其中：理論教授課時(shí)：40實(shí)驗(yàn)課時(shí)：1

2、6（大約安排實(shí)驗(yàn)6-7個(gè)）課程教學(xué)用書(shū)理論教學(xué)參考用書(shū)：1.何賓編著,<>,清華大學(xué)出版社。2011.09。實(shí)驗(yàn)教學(xué)參考用書(shū)：1.何賓編著,<>，清華大學(xué)出版社。2009.072.何賓編著,<<數(shù)字與片上系統(tǒng)設(shè)計(jì)教程>>,清華大學(xué)出版社課程網(wǎng)絡(luò)資源：http://bucteda.eefocus.com課程所要解決的問(wèn)題？回憶大二所學(xué)《數(shù)字電路》課程，還留在你們心中的回憶：煩瑣的卡諾圖的化簡(jiǎn)（令你們和我一樣抓狂）如果讓你手工化簡(jiǎn)多變量呢？估計(jì)你要崩潰想想在做電子課程設(shè)計(jì)中，你們要花大量的時(shí)間和精力把區(qū)區(qū)幾個(gè)74LSXX的門電路，用大量的導(dǎo)線

3、連接在一起。這個(gè)過(guò)程估計(jì)你們誰(shuí)也頭疼。你們也一定也知道在你們教科書(shū)的末尾好象提到了一個(gè)稱為硬件描述語(yǔ)言HDL的東西。老師沒(méi)講，忽略了…,為什么??？（這門課將要揭密）課程所要解決的問(wèn)題？當(dāng)你們經(jīng)歷了以上的痛苦后，不知道你們想過(guò)下面的問(wèn)題沒(méi)有？能不能讓計(jì)算機(jī)幫助化簡(jiǎn)卡諾圖？而且是多個(gè)變量？能不能用一種芯片實(shí)現(xiàn)多個(gè)分離小規(guī)模數(shù)字IC的功能，并且在芯片內(nèi)部將這些功能連接？設(shè)計(jì)數(shù)字系統(tǒng)能不能象C語(yǔ)言那樣，只關(guān)心“如何描述”一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)，而不是“如何具體實(shí)現(xiàn)”數(shù)字系統(tǒng)。課程的重要性該課程的學(xué)習(xí)對(duì)后續(xù)多門課程的學(xué)習(xí)起著重要的作用，比如《微機(jī)原理》、《單片機(jī)》、《數(shù)字信號(hào)處理》、《通信原理》等和“數(shù)字”‘0’

4、和‘1’有關(guān)課程。該課程是從事電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)相關(guān)專業(yè)學(xué)生必須掌握的內(nèi)容。大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽也把該課程內(nèi)容作為參賽學(xué)生應(yīng)該掌握的內(nèi)容之一。你們慢慢體會(huì)吧…數(shù)字系統(tǒng)EDA技術(shù)發(fā)展概述電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（ElectronicsDesignAutomation,EDA）技術(shù)是一門迅速發(fā)展的新技術(shù)。EDA設(shè)計(jì)就是在計(jì)算機(jī)上通過(guò)特定功能的軟件開(kāi)發(fā)工具，協(xié)助設(shè)計(jì)人員以全自動(dòng)或半自動(dòng)化方式完成所要求電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。數(shù)字系統(tǒng)EDA技術(shù)發(fā)展概述EDA技術(shù)所涉及的領(lǐng)域相當(dāng)廣泛，業(yè)界一般將EDA技術(shù)分成:狹義EDA技術(shù)廣義EDA技術(shù)數(shù)字系統(tǒng)EDA技術(shù)發(fā)展概述狹義EDA技術(shù)，就是指以大規(guī)模可編程邏輯器件為設(shè)計(jì)載體，以硬件描述

5、語(yǔ)言為系統(tǒng)邏輯描述的主要表達(dá)方式，以計(jì)算機(jī)、大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷拈_(kāi)發(fā)軟件及實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)為設(shè)計(jì)工具，通過(guò)有關(guān)的開(kāi)發(fā)軟件，自動(dòng)完成用軟件方式設(shè)計(jì)的電子系統(tǒng)到硬件系統(tǒng)的:邏輯編譯、邏輯化簡(jiǎn)、邏輯分割、邏輯綜合及優(yōu)化、邏輯布局布線、邏輯仿真，直至對(duì)于特定目標(biāo)芯片的適配編譯、邏輯映射、編程下載等工作最終形成集成電子系統(tǒng)或?qū)Ｓ眉尚酒囊婚T新技術(shù)，或稱為IES/ASIC自動(dòng)設(shè)計(jì)技術(shù)。數(shù)字系統(tǒng)EDA技術(shù)發(fā)展概述廣義EDA技術(shù)，是通過(guò)計(jì)算機(jī)及其電子系統(tǒng)的輔助分析和設(shè)計(jì)軟件，完成電子系統(tǒng)某一部分的設(shè)計(jì)過(guò)程。因此，廣義EDA技術(shù)除了包含狹義的EDA技術(shù)外，還包括:計(jì)算機(jī)輔助分析CAA技術(shù)(如PSPICE，EWB

6、，MATLAB等)，印刷電路板計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)PCB-CAD技術(shù)(如PROTEL，ORCAD等)其它高頻和射頻設(shè)計(jì)和分析的工具等數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)發(fā)展歷史在過(guò)去的60年中，數(shù)字邏輯改變了整個(gè)世界，整個(gè)世界朝著數(shù)字化方向發(fā)展。今天我們所熟悉的計(jì)算機(jī)在第二次世界大戰(zhàn)后才出現(xiàn)在人類世界中。表1.1給出了在計(jì)算機(jī)和數(shù)字邏輯發(fā)展歷史上的重大事件。從該表可以看出數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)技術(shù)經(jīng)過(guò)了近400年的逐步進(jìn)化的過(guò)程。數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)發(fā)展歷史年代事件公元前3000年巴比倫王國(guó)開(kāi)發(fā)了算盤。這個(gè)裝置，它使用的線（棍子）上的一列珠子表示數(shù)字，今天仍然在遠(yuǎn)東地區(qū)的一些地方使用，用于執(zhí)行計(jì)算。1614-1617JohnNapi

7、er，蘇格蘭數(shù)學(xué)家，發(fā)明了對(duì)數(shù)，允許通過(guò)加來(lái)進(jìn)行乘法和減進(jìn)行除法。他發(fā)明了棒子或者數(shù)支，這樣可以通過(guò)一種特殊的方法移動(dòng)棍子來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)大數(shù)的乘或者除。1623WilhelmSchickard，德國(guó)教授，發(fā)明了第一個(gè)機(jī)械式計(jì)算器，稱為“計(jì)算鐘”。1630WilliamOughtred，英國(guó)數(shù)學(xué)家和牧師，發(fā)明了計(jì)算尺。1642-1644BlaisePascal,法國(guó)數(shù)學(xué)家，物理學(xué)家和宗教哲學(xué)家，發(fā)明了第一