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文檔簡介
《FPGA原理及應(yīng)用》
EDA技術(shù)及應(yīng)用教師:王志國課堂教學(xué):24學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)教學(xué):16學(xué)時(shí)課程性質(zhì):專業(yè)選修課一、認(rèn)識這門課程回顧《數(shù)字電子技術(shù)》
兩種電子電路設(shè)計(jì)方法
1、傳統(tǒng)方法----
是一種“搭積木”設(shè)計(jì)
傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的問題
復(fù)雜電路的設(shè)計(jì)、調(diào)試很困難修改不便可移值性差模塊重用困難設(shè)計(jì)文檔很多,不易管理只能在成品制造后測試對設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)要求很高2、新(EDA)設(shè)計(jì)方法
是一種基于“芯片”的設(shè)計(jì)利用EDA工具,采用可編程邏輯器件來設(shè)計(jì)電子系統(tǒng)減小了PCB板設(shè)計(jì)和系統(tǒng)設(shè)計(jì)的工作量。FPGAU1U3U2U4EDA技術(shù)優(yōu)勢用軟件的方式設(shè)計(jì)硬件;用軟件方式設(shè)計(jì)的系統(tǒng)到硬件系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換是由有關(guān)的開發(fā)軟件自動完成的;設(shè)計(jì)過程中可用有關(guān)軟件進(jìn)行各種仿真;系統(tǒng)可現(xiàn)場編程,在線升級;整個(gè)系統(tǒng)可集成在一個(gè)芯片上,體積小、功耗低、可靠性高??呻S時(shí)驗(yàn)證設(shè)計(jì)模塊可重用設(shè)計(jì)文檔易于管理(VHDL代碼文本)具有知識產(chǎn)權(quán)大規(guī)模可編程邏輯器件-設(shè)計(jì)的載體。
PLDFPGACPLD主要公司:Xilinx;Altera;Lattice;新方法的三大要素2.硬件描述語言(HDL)-設(shè)計(jì)的主要表達(dá)手段。
常用的硬件描述語言有VHDL、VerilogHDL。3.軟件開發(fā)工具--
電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的智能化的自動化設(shè)計(jì)工具。主流廠家的EDA的軟件工具:Altera公司的
Max+plus
II和Quartus
IIXilinx公司的ISELatice-Vantis公司的ispEXERT
System
二、學(xué)習(xí)本課程有何用處?復(fù)雜電子系統(tǒng)很大一部分使用CPLD/FPGA來完成,例如:數(shù)字信號處理(FFT,FILTER)通信系統(tǒng)中大量使用CPLD/FPGA視頻與圖像系統(tǒng)中大量使用CPLD/FPGA傳統(tǒng)數(shù)字邏輯芯片正在被PLD取代用于芯片設(shè)計(jì)前的驗(yàn)證設(shè)計(jì),是進(jìn)入芯片設(shè)計(jì)領(lǐng)域(ASIC)的必經(jīng)之路。FPGA正在取代部分CPU的功能,可將CPU和外圍邏輯電路集成在一塊FPGA芯片中。在雷嬸達(dá)視狂頻積那累算身法的披工程鋒實(shí)現(xiàn)修過程肺中,暗需要學(xué)雷達(dá)告信號固處理角器具旬有較爽快的艱實(shí)時(shí)象性,互并且州對信捕號處鍛理器停的穩(wěn)憂定性扶、體夜積、裙功耗刊等也填有嚴(yán)微格的圾要求藏。FP烈GA本身鞭所具靠備的章并行映結(jié)構(gòu)蚊的算更術(shù)結(jié)線構(gòu),腎使得FP膏GA特別壯適合膏用作旗高性攜能的黑數(shù)據(jù)陳通路趴處理誘器。CP套LD斥/F巴PG拜A在通賠信系扁統(tǒng)中濁的應(yīng)艦用各種勵(lì)信道俊編碼考和解摧碼實(shí)批現(xiàn)AM貧I,倘CM袖I,紐奉HB屆D3軍,1請B/音10氏B信號箭的復(fù)險(xiǎn)用和喪解復(fù)孔用信號麗的調(diào)床制FS燈K,慚AS懇K,預(yù)PS雪K,潛P(yáng)P唱M容錯(cuò)斯和檢鐮錯(cuò)編理碼CR組C-膀4,敞CR爹C-臟32,誤碼袍率檢李測,廉信號旦同步譯,成懶幀(F工ra爽me宿)光纖斥通信紋:SD變H,責(zé)PO夫N等全國你大學(xué)晃生電牧子設(shè)寸計(jì)競煉賽三.禽E生DA的含籌義和組內(nèi)容ED候A:電衰子設(shè)暑計(jì)自份動化El狼ec販tr柱on喘ic迷D膚es灶ig桶n瓣Au援to瞞ma巷ti鴉onED澤A技術(shù)舟就是估:依賴功能旦強(qiáng)大滾的計(jì)露算機(jī)閃,在ED仔A工具歷軟件平臺冬上,用助硬件參描述減語言作(HD歸L)作迫為樣系打統(tǒng)邏痰輯描長述手您段來完型成蛇電脊子線轉(zhuǎn)路設(shè)只計(jì)文祝件最終連實(shí)喇現(xiàn)調(diào)->特定奶電子岸線路秀的硬精件(焦芯片椅或者刑電路訂板)大規(guī)突模可殖編程宇邏輯搬器件-設(shè)計(jì)網(wǎng)的載圖體。PL屠D用FP籠GA貿(mào)CP堤LD主要便公司杰:Xi直li堤nx障(賽靈器思);趕Al孫te鋪ra醋;L霉at時(shí)ti朽ce疤;2.硬件屆描述廚語言(H知DL較)-設(shè)計(jì)柜的主腿要表蛙達(dá)手棒段。常用莊的硬峽件描奸述語韻言有VH腳DL、Ve迷ri屢lo傘g棍HD航L。VH商DL:作為IE迷EE的工右業(yè)標(biāo)件準(zhǔn)硬采件描碎述語范言,圖在電湊子工耀程領(lǐng)瞧域,斜已成濕為事淘實(shí)上志的通濕用硬耗件描每述語雅言。硬件綢描述落語言紹的綜合和普近通計(jì)助算機(jī)碰語言渾不同硬件冒描述年語言拾的綜舍合3.軟件寧開發(fā)踐工具--電子途系統(tǒng)鳥設(shè)計(jì)孤的智憐能化顧的自客動化投設(shè)計(jì)碰工具。主流癢廠家之的ED錘A的軟狹件工捉具:Al屋te速ra公司厲的Ma舍x+羊pl糟us織I起I和Qu浴ar沖tu供s等IIXi烤li辰nx公司帽的IS丘ELa暮ti陷ce玩-V攪an亦ti卸s公司序的is占pE扛XE掌RT隔S吳ys踢te稱mED孔A軟件縱系統(tǒng)幅主要犬包含掏以下棕模塊柱:設(shè)計(jì)妙輸入苗子模虛塊、暑設(shè)計(jì)誰數(shù)據(jù)插庫子戀模塊毅、分寧析驗(yàn)沾證子玻模塊爪、綜挨合仿輸真子林模塊孔、布性局布布線子甘模塊肆等。ED非A軟件環(huán)可以黎分為奸兩類經(jīng):PL康D器件啄廠商肅提供包的ED護(hù)A工具般。第三瀉方專晚業(yè)軟禽件公疑司提徒供的ED牲A工具緞。常榆用的良有:Sy快no醒ps輝ys公司駛的FP教GA塘C鎮(zhèn)om疼pi票le鍋r纖II、Ex祖em聽pl奪ar暫L碌og歐ic公司非的Le襪on衰ar界do爸Sp蛾ec濤tr灰um、Sy索np穩(wěn)li倘ci賭ty公司頌的Sy散np炒li舒fy。第三息方工喪具軟導(dǎo)件是對CP寧LD瓦/F加PG陣A生產(chǎn)舍廠家緒開發(fā)壯軟件訂的補(bǔ)嶼充和旁優(yōu)化項(xiàng),如進(jìn)通常笑認(rèn)為Ma搭x+乖pl烏us占I掉I和Qu猶ar嗓tu燈s昏II對VH謊DL擾/V井er水il上og幣H評DL邏輯賓綜合竟能力白不強(qiáng)銀,如企果采愈用專撥用的HD暖L工具腔進(jìn)行蕉邏輯坐綜合喇,會刻有效派地提施高綜待合質(zhì)珍量。MA廣X+化PL頑US傾I鋒I軟件Qu淋ar圈tu裁s捉IIQu申ar張tu杠s席II設(shè)計(jì)網(wǎng)流程四、維課程垃內(nèi)容學(xué)習(xí)飽如筐何使叔用可編蓋程邏呆輯器睡件進(jìn)行電子呆系統(tǒng)意設(shè)計(jì)的方井法和遷步驟《F蠢PG搜A原理褲及應(yīng)甲用》必須具備數(shù)字棍邏輯飲電路紙基礎(chǔ)樣知識主要絨內(nèi)容一肚概論二忽大規(guī)傾模可囑編程層邏輯強(qiáng)器件原理吃圖輸自入設(shè)渣計(jì)方擇法VH吐DL編程才基礎(chǔ)VH勤DL程序腥設(shè)計(jì)有限懂狀態(tài)鳥機(jī)設(shè)抗計(jì)VH截DL設(shè)計(jì)冶實(shí)例設(shè)計(jì)特優(yōu)化FP心GA硬件材電路碧(實(shí)蓋驗(yàn)電割路)電子啦系統(tǒng)鋸設(shè)計(jì)覺實(shí)踐爪(一妥)電子閱系統(tǒng)堤設(shè)計(jì)皇實(shí)踐殃(二守)電子躺系統(tǒng)債設(shè)計(jì)偉實(shí)踐生(三今)電子漠系統(tǒng)漫設(shè)計(jì)填實(shí)踐奴(四尖)相關(guān)敵網(wǎng)站門戶撿和資鄙源網(wǎng)吵站ht厭tp字:/焦/w均ww朗.p責(zé)ld稍.c醒om檢.c牢n/ht傘tp娃:/濕/w下ww落.e予da泳cn曠.n鹽et恩/ht羅tp搜:/順/w臘ww撒.p迷ud族n.朱co杠m/窯do買wn液lo通ad訓(xùn)17滴9_坐46納0.景ht蜻ml詠vh查dl源代燙碼資牌源學(xué)習(xí)托論壇察網(wǎng)址ht煤tp厚:/傘/w趣ww誰.e介da您cn黑.n婆et衡/b趁bs橡/ht五tp湖:/佳/w訴ww臣.p戲ld擴(kuò).c射om統(tǒng).c偵n/德bb抓s/藥in閘de芒x.吊as促pFP洪GA臂/C四PL思D芯片愧主流楚公司艱官方對網(wǎng)站ht脹tp貢:/蛙/w辰ww面.a哀lt落er洋a.錘co孫m.油cn殘h顫tt晚p:辱//得ww茶w.蠢al豈te西ra催.c高om糖/ht懼tp更:/鎮(zhèn)/w狐ww揀.x抖il加in予x-鑒ch執(zhí)in相a.炭co維m澆ht致tp晴:/需/w躬ww幅.x響il納in飼x.犧co臺mht裙tp禿:/驕/w摔ww角.l礙at逐ti槍ce拜se紙mi沫.c訓(xùn)om渡.c然n/棋ht泰tp桑:/撕/w雁ww天.l帖at強(qiáng)ti嫌ce壓se登mi鉛.c啄om覽/產(chǎn)品犧網(wǎng)站ht去tp鞭:/疊/w俗ww走.k月x-擋so馬c.沙co殘m/杭州械康芯影公司ED膜A實(shí)驗(yàn)階儀廠定商ht謀tp贏:/恨/w譯ww講.r疫ic他hi環(huán)c.藏co吹m/深圳于瑞芯碎公司ED尺A開發(fā)乖板廠找商參考筆書籍《E回DA技術(shù)弄實(shí)用坑教程》,潘掠松、湊黃繼鼠業(yè)編跑,科秩學(xué)出豬版社撒,20擴(kuò)02年《V海HD困L硬件棵描述專語言禁與數(shù)劃字邏擦輯電紫路設(shè)態(tài)計(jì)》,候倒伯亨朵顧懷新編院,西嘩安電羊子科添技大貿(mào)學(xué)出堤版社裕,19幕99年。Al遮te馳ra糠F消PG錯(cuò)A/筑CP劃LD設(shè)計(jì)憐(基窗礎(chǔ)篇傲),ED怖A先鋒笛工作段室兇王臟誠、福吳繼封華等教編,副人民住郵電矛出版稀社,20邊05年7月。Al癥te報(bào)ra嶺F撓PG房誠A/副CP荷LD設(shè)計(jì)賽(高商級篇援),ED漲A先鋒盯工作伐室另吳暢繼華戀、王際誠等駁編,善人民屈郵電易出版猶社,20偶05年7月。《可編廉程邏哨輯器倉件原翅理、殲開發(fā)諒與應(yīng)田用》,趙逆曙光區(qū)等編挽,塌西鐮安電浴子科深技大誦學(xué)出僅版社跑,20增00年?!队肰H蠻DL設(shè)計(jì)燒電子爪線路》,S.零Sj苦oh選oi膨m、L.掌Li兇nd歸l著,邊計(jì)晌年譯瘡,丈清華句大學(xué)咳出版嚼社,20酒00年。ED輸A:El游ec賞tr組on負(fù)ic聲D勸es肢ig湯n耕Au錘to善ma僵ti塊on怒.電子濾設(shè)計(jì)搞自動橫化ED繪A技術(shù)碌發(fā)展斗的三霜個(gè)階盞段20世紀(jì)70年代20世紀(jì)80年代20世紀(jì)90年代五、ED籍A技術(shù)辦的發(fā)續(xù)展歷騰史計(jì)算捎機(jī)技準(zhǔn)術(shù)+微電靜子技討術(shù)ED扭A技術(shù)胃的發(fā)發(fā)展歷唱史1.單20世紀(jì)70年代-C訊AD階段CA趙D:Co持mp巾ut灶er秘A猴ss超is窯t遍De即si錯(cuò)gn蛙.計(jì)算背機(jī)輔爬助設(shè)蚊計(jì)PC尊B(yǎng):Pr止in累te暫d泛Ci耍rc梯ui憐t幸Bo度ar蹲d背景衛(wèi):集成吊電路撐出現(xiàn)基和應(yīng)滋用不屈久,涉硬件門設(shè)計(jì)碼進(jìn)入蒙到發(fā)憶展的毒初級難階段去,硬悟件設(shè)卸計(jì)大悟量選孟用中關(guān)小規(guī)梯模標(biāo)鵲準(zhǔn)集汁成電仰路(SS預(yù)I.MS龜I)如泥:各娛種邏融輯門贊.觸蠢發(fā)器隱.寄希存器騙.編揪碼譯箱碼器夫。計(jì)壘算機(jī)冠開始飼取代貢手工消工作俊,如棵進(jìn)行博集成足電路復(fù)版圖佛編輯激、PC想B布局始布線不。CA徹D:布圖組布線代表柴產(chǎn)品:AC欣CE輛L公司停的Ta鏡ng遠(yuǎn)o布線害軟件《印制育電路跨板設(shè)綿計(jì)軟眠件TA前NG石O》2.森20世紀(jì)80年代-C撲AE階段CA幣E:Co暮mp神ut綱er類A貢ss南is色t洋En側(cè)gi華ne卷er筆in治g纖De輸si噸gn咐.計(jì)算撥機(jī)輔發(fā)助工原程設(shè)爐計(jì)背景許:集成懲上萬呀只晶書體管修的微垮處理藥器、午集成蹤蝶幾十鋼萬直施到上溫百萬危儲存找單元煌的隨掛機(jī)存府儲器聞和只蕉讀存蒜儲器棒出現(xiàn)怠。支臟持定糊制單揭元電蘭路設(shè)握計(jì)的醫(yī)硅編列輯、食掩膜臉編程基的門昨陣列(如:PA愛L和GA傲L)等一高系列裙微結(jié)薄構(gòu)和負(fù)微電桶子學(xué)數(shù)的研賺究成是果都兄為電存子系女統(tǒng)的鞠設(shè)計(jì)中提供散了新悉天地越。用少調(diào)數(shù)幾帳種通賤用的和標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