eda技术及应用

EDA技术及应用 实验指导书

EDA技术及应用课程实验指导书

实验一 基于 VHDL 的一位全加器设计 一、实验目的

①复习数字逻辑实现全加器的原理。

②学习 QUARTUS II软件的使用方法和 VHDL输入完成设计的全过程。 ③学习实验开发系统的使用方法。

二、实验原理

全加器的输入端口有：两个加数ain和bin，低位来的进位信号cin。输出端口有：和sum，进位信号cout。

ain 0 0 0 0 1 1 1 1

根据全加计算的真值表分析，系统输出与输入之间的逻辑关系为：

sum=(ain XOR bin) XOR cin ;

cout=(ain AND bin)OR(bin AND cin)OR(ain AND cin);

bin 0 0 1 1 0 0 1 1 cin 0 1 0 1 0 1 0 1 sum 0 1 1 0 1 0 0 1 cout 0 0 0 1 0 1 1 1 三、实验设备

序号 1 2 实验箱 计算机 名称 型号与规格 ZY11EDA13BE型 装有Quartus II 软件 数量 备注

四、实验内容

本实验要求完成的任务是用VHDL代码描述一个全加器的功能，并利用可编程逻辑器件开发平台实现这

第3章VHDL编程基础

第3章VHDL编程基础（1）

3.1 概述

3.2 VHDL程序基本结构

3.3 VHDL语言要素

3.4 VHDL顺序语句

3.5 VHDL并行语句

第3章VHDL编程基础

3.1 概述

3.1.1 常用硬件描述语言简介

常用硬件描述语言有VHDL、Verilog和ABEL语言。VHDL 起源于美国国防部的VHSIC，Verilog起源于集成电路的设计，ABEL则来源于可编程逻辑器件的设计。下面从使用方面将三者进行对比。

(1) 逻辑描述层次：一般的硬件描述语言可以在三个层次上进行电路描述，其层次由高到低依次可分为行为级、RTL级和门电路级。VHDL语言是一种高级描述语言，适用于行为级和RTL 级的描述，最适于描述电路的行为；Verilog语言和ABEL语言是一种较低级的描述语言，适用于RTL级和门电路级的描述，最适于描述门级电路。

第3章VHDL编程基础

(2) 设计要求：VHDL进行电子系统设计时可以不了解电路的结构细节，设计者所做的工作较少；Verilog和ABEL语言进行电子系统设计时需了解电路的结构细节，设计者需做大量的工作。

(3) 综合过程：任何一种语言源程序，最终都要转换成门电路级才能被布线器或适配器所接受。因此，

《EDA技术实验》

实验指导书

适用专业： 电信工程

通信工程 信息工程 自动化

信息与通信工程学院

2012年10月

前 言

一、课程性质

本课程是电信工程、通信工程、信息工程和自动化专业必修的专业实验课程。

通过本课程的教学，使学生掌握EDA技术的开发流程，学会利用以硬件描述语言为实现工具，以可编程逻辑器件为实现载体，在数字系统设计领域熟练应用EDA技术，使其具备研究和开发现代数字系统的能力。 二、项目设置

本课程总学时为20，开设的具体实验项目如下： ? 实验1 平台的应用与全加器设计（4学时，必修）

? 实验2 基于lpm_rom的乘法器和并行乘法器设计（4学时，必修） ? 实验3 基于lpm_rom的信号发生器设计（4学时，必修） ? 实验4 数字频率计设计（4学时，必修） ? 实验5 交通灯控制器设计（4学时，选修） 三、专业安排

电信工程、通信工程、信息工程和自动化专业选修实验1~实验5。 四、本书特点

本指导书的特点是引入工程项目机制来管理实验项目，着重培养学生的方案设计、算法分析和现场调试能力，为将来成为卓越工程师打下坚实的基础。

I

目 录

第一章 实验系

……… …… … … … … … … … … … 线 : …业……级专…年… … … … … … … … …: 别…系… )封 题 … 答 … … 不 … 内 … 线 … 封 … 密 … (… … …: 号…学… … … … … … 密 … …名: …姓…………………………………… 东莞职业技术学院试卷（A卷）

2010 --2011学 年第二学期

《EDA技术》试卷

适应班级： 2009级电子信息工程1－6班、2010级应用电子2年1－2班 考试形式：闭卷 考试时间：120分钟 允许带 入场

题序 一 二 三 四 五 六 七 八 总 分 得分 评卷人 一、选择题（共30分 每空2分 ） 得分 1. EDA的中文含义：（ ） A 电力设备自动化 B 电子驱动自动化 C 电子设计自动化

D 电子设计应用

2. 请选择合适的项构成下列EDA技术开发流程：

A → （ ） → （ ） → （ ） → D → （ ） A 原理图/HDL文本输入 B 适

A《PLD原理与EDA技术》复习提纲

基本概念

1-1 EDA技术与ASIC设计和FPGA开发有什么关系? P3~4

答：利用EDA技术进行电子系统设计的最后目标是完成专用集成电路ASIC的设计和实现；FPGA和CPLD是实现这一途径的主流器件。FPGA和CPLD通常也被称为可编程专用IC，或可编程ASIC。FPGA和CPLD的应用是EDA技术有机融合软硬件电子设计技术、SoC（片上系统）和ASIC设计，以及对自动设计与自动实现最典型的诠释。

1-2与软件描述语言相比，VHDL有什么特点? P6

答：编译器将软件程序翻译成基于某种特定CPU的机器代码，这种代码仅限于这种CPU而不能移植，并且机器代码不代表硬件结构，更不能改变CPU的硬件结构，只能被动地为其特定的硬件电路结构所利用。综合器将VHDL程序转化的目标是底层的电路结构网表文件，这种满足VHDL设计程序功能描述的电路结构，不依赖于任何特定硬件环境；具有相对独立性。综合器在将VHDL(硬件描述语言)表达的电路功能转化成具体的电路结构网表过程中，具有明显的能动性和创造性，它不是机械的一一对应式的“翻译”，而是根据设计库、工艺库以及预先设置的各类约束条件，选择最优的方式完成电路

数字电路实验

实验一 逻辑门电路功能测试

一、实验目的

1．掌握常用集成逻辑门的逻辑功能，熟悉其外形和引脚排列 2．了解门的门控制作用 3．掌握常用逻辑门的变换方法 二、使用仪器和器件 1．双踪示波器

2．数字电路实验箱

3．74LS51 74LS00 74LS86 74LS20 74LS04 三、实验内容和步骤

1．TTL集成门电路逻辑功能的测试 （1）“与非门”逻辑功能的测试

在实验箱上用一个四输入端“与非门”（ TTL：74LS20 ）。按表1-1完成逻辑功能的测试（输入接逻辑电平选择开关、输出接电平显示）。

表1-1 “与非门”逻辑功能的测试

输 入 A 1 1 0 0 B 1 0 1 0 C 1 1 0 0 输 出 Y 注：测试前应将“与非”门多余的输入端，作适当处理。 （2）用“与或非”门实现Z?AB?C的逻辑功能

在实验箱上用 “与或非”门（ TTL：74LS51 ），按Z?AB?C的逻辑功能接线，并完成表1-2的功

1． 什么是EDA技术？

答：EDA是指电子设计自动化。指以PLD为设计载体，以HDL为系统逻辑描述的主要方式，以计算机、开发软件、开发系统为设计工具，通过相关的开发软件，自动完成将用软件方式设计的电子系统转化成硬件电路，最终形成集成电子系统或ASIC的一门新技术。

2． 一般把EDA技术的发展分为CAD、CAE和EDA三个阶段，并向着ESDA方向发展。 3． EDA技术的精髓是什么？它们各自的含义是什么？

答：精髓是建模、仿真、综合。建模指的是用硬件描述语言描述电路的功能；仿真指的是验证所建模型的电路功能；综合是指把软件模型转化为硬件电路。

4． EDA技术在应用设计领域主要包含哪四个方面的内容（1） HDL （2）PLD （3）EDA工具软件（4） EDA开发系统 。 5．EDA技术的基本特征（1）自顶向下的设计方法；（2）采用硬件描述语言；（3）高层综合和优化；（4）并行工程；（5）开放性和标准化。

6．当前最流行的并成为IEEE标准的硬件描语言是 VHDL 和Verilog-HDL。 7．什么是PLD？

答： PLD，Programmable-Logic-Device，即可编程逻辑器件。是一种具有内建结构、由用户编程以实现某种逻辑功能

数字电路实验

实验一 逻辑门电路功能测试

一、实验目的

1．掌握常用集成逻辑门的逻辑功能，熟悉其外形和引脚排列 2．了解门的门控制作用 3．掌握常用逻辑门的变换方法 二、使用仪器和器件 1．双踪示波器

2．数字电路实验箱

3．74LS51 74LS00 74LS86 74LS20 74LS04 三、实验内容和步骤

1．TTL集成门电路逻辑功能的测试 （1）“与非门”逻辑功能的测试

在实验箱上用一个四输入端“与非门”（ TTL：74LS20 ）。按表1-1完成逻辑功能的测试（输入接逻辑电平选择开关、输出接电平显示）。

表1-1 “与非门”逻辑功能的测试

输 入 A 1 1 0 0 B 1 0 1 0 C 1 1 0 0 输 出 Y 注：测试前应将“与非”门多余的输入端，作适当处理。 （2）用“与或非”门实现Z?AB?C的逻辑功能

在实验箱上用 “与或非”门（ TTL：74LS51 ），按Z?AB?C的逻辑功能接线，并完成表1-2的功

武汉工程大学 计算机科学与工程学院 一 名词解释：

EDA技术：电子设计自动化（ElectronicDesignAutomation）是指计算机技术应用于电子设计过程中而形成的一门新技术。它已经被广泛应用于电子电路的设计和仿真，集成电路的版图设计，印刷电路板（PCB）的设计等等各项工程中。

【考】HDL：硬件描述语言（hardwaredescriptionlanguage）。是EDA重要组成部分，是电子系统硬件行为描述、结构描述、数据流描述的语言。他的种类很多，如VHDL、VerilogHDL、AHDL。

【考】FPGA:现场可编程门列式（fieldprogrammablegataarray）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。

【考】CPLD：复杂可编程逻辑器件（complexprogrammablelogicdevice），是从PAL和GAL器件发展出来的器件，相对而言规模大，结构复杂，属于大规模集成电路范围。是一种用户根据各自需要而自行构造逻辑功能

《EDA技术》第二学期期末试题B

卷号：B 时间：120 分钟 2008 年6 月

专业：电子信息工程 学号： 姓名：

一、填空题（20分，每题2分）

1、当前ASIC制造商都自己开发了HDL语言，但是都不通用，只有美国国防部开发的（ ）语言成为了IEEE. STD_1076标准，并在全世界得到了承认。

2、载入protel的Schematic中的（ ）和（ ）可满足一般用户需求，两个零件库中含有二极管、三极管、电阻、电容、电感等常用元件。 3、零件封装是指（ ）。

4、EDA技术也称（ ） ，是在( )技术的基础上发展起来的计算机软件系统。

5、目前世界上有十几家生产

CPLD/FPGA的公司，最大的三家是：

（ ），( )，LATTIC 。 6、顺序描述语句中，（ ）在MAX-PLUS中不被支持。

7、 VHDL语句中能被赋予一定值的对象称为客体 ，主要有常数，信号和变量。其中常