esTc 设计中 电子设计自动化技术 教师:李平教授(博导) Email: pliQuestc. edu. cn Te:83201794 2005年5月
设计中心 电子设计自动化技术 教师：李平教授（博导） Email: pli@uestc.edu.cn Tel: 83201794 2005年5月
esTc 设计中 电子设计自动化技术 课程介绍 学习 VHDL/Verilog HDL知识 学会 FPGA/CPLD验证设计 学会 ASIC APR设计
设计中心 电子设计自动化技术 课程介绍 • 学习VHDL/Verilog HDL知识 • 学会FPGA/CPLD验证设计 • 学会ASIC APR设计
esTc 设计中 电子设计自动化技术 第一章 EDA与HDL
设计中心 电子设计自动化技术 第一章 EDA与HDL
esTc 设计中 本章要点 理解什么是正向设计方法 m在围A设计中的作用 的特点 ⅦDL的应用范围 形成以下概含:ⅦDL是EA设计的基础,学习 的目的是握一种电路与系统设计的先进设 计方表 EDA设计的物理奥现形式 FPGA/CPLD、ASIC 软核、固核、硬核 PA/CPD在EDA设计中的基础作用
设计中心 本章要点 • 理解什么是正向设计方法 • HDL在EDA设计中的作用 • VHDL的特点 • VHDL的应用范围 • 形成以下概念：VHDL 是EDA设计的基础，学习 VHDL的目的是掌握一种电路与系统设计的先进设 计方法 • EDA设计的物理实现形式 • FPGA/CPLD、ASIC • IP--软核、固核、硬核 • FPGA/CPLD在EDA设计中的基础作用
esTc 设计中 引言 电子设计自动化(EDA)方法的诞生和 推广应用是20世纪90年代在数字电路设 计方法上的一次革命性变革 随着芯片的复杂程度越来越高,数万门 以至数十万门的电路设计的需求越来越 多。传统的基于电路图的设计方法已不 堪承受,采用VHDL这样的硬件描述语 言(HDL)的设计方式应运而生
设计中心 引言 • 电子设计自动化（EDA）方法的诞生和 推广应用是20世纪90年代在数字电路设 计方法上的一次革命性变革。 • 随着芯片的复杂程度越来越高，数万门 以至数十万门的电路设计的需求越来越 多。传统的基于电路图的设计方法已不 堪承受，采用VHDL这样的硬件描述语 言（HDL）的设计方式应运而生
esTc 设计中 自顶向下的Top-down设计方法开始被广泛 采用。 电路与系统的 Top-down设计由功能级、行 为级描述开始;寄存器传输(RTL)级描 述为第一个中间结果;RTL级描述由逻辑 综合得到网表(Net-list)或电路图;由网 表在EDA工具帮助下自动生成现场可编程 门阵列(FPGA)/复杂可编程逻辑器件 (CPLD)或专用集成电路(ASIC)的版 图,完成设计
设计中心 • 自顶向下的Top-down设计方法开始被广泛 采用。 • 电路与系统的Top-down设计由功能级、行 为级描述开始；寄存器传输（RTL）级描 述为第一个中间结果；RTL级描述由逻辑 综合得到网表（Net-list）或电路图；由网 表在EDA工具帮助下自动生成现场可编程 门阵列（FPGA）/复杂可编程逻辑器件 （CPLD）或专用集成电路（ASIC）的版 图，完成设计
esTc 设计中 Top_DoWn设计流程 行为级描述 RTL级描述 逻辑综合 物理实现
设计中心 Top_Down设计流程 行为级描述 RTL级描述 逻辑综合 物理实现
行为级描述 对电子系统的数学模型描述) 仿真不通过 行为级仿真 寄存器传输(RTL)级描述 (又称数据流方式描述) 第二层次 仿真不通过 RTL级仿真 过通 逻辑综合 将RTL级描述自动转换成门级网表) 仿真不通过 门级仿真 第三层次 过通 门级网表输出(形成软核 自动布局布线(物理实现过程 仿真不通过 后仿真 后仿真 过通 通 第四层次 FPGA/CPLD ASIC 形成固核 形成硬核 图1Top-down设计步骤
仿真不通过 仿真不通过 仿真不通过 仿真不通过 过 通 过 通 过 通 过 通 过 通 第三层次 后仿真 后仿真 第一层次 第二层次 第四层次 行为级描述 （对电子系统的数学模型描述） 图 1 Top-down 设计步骤 逻辑综合 （将RTL级描述自动转换成门级网表） 寄存器传输（RTL）级描述 （又称数据流方式描述） ASIC 形成硬核 自动布局布线（物理实现过程） 门级网表输出（形成软核） FPGA/CPLD 行为级仿真 门级仿真 RTL级仿真 形成固核
esTc 设计中 Top_Down第一层次 第一层次是行为级描述。行为级描述实 质上是对整个系统的数学模型的描述。 在行为级描述阶段,并不真正考虑实际 的操作和算法用什么方法实现,考虑更 多的是系统的结构及其工作过程能否达 到系统设计规则书(设计目的)的要求。 在这一层次,运算语句和控制语句被用 来组织输入、输出以及各种运算。这 层次的典型描述方法是行为有限状态机 控制流图、数据流图和控制数据流图
设计中心 Top_Down第一层次 • 第一层次是行为级描述。行为级描述实 质上是对整个系统的数学模型的描述。 在行为级描述阶段，并不真正考虑实际 的操作和算法用什么方法实现，考虑更 多的是系统的结构及其工作过程能否达 到系统设计规则书（设计目的）的要求。 在这一层次，运算语句和控制语句被用 来组织输入、输出以及各种运算。这一 层次的典型描述方法是行为有限状态机、 控制流图、数据流图和控制数据流图
esTc 设计中 Top_DoWn第二层次 第二层次是寄存器传输(RTL)级描述。 寄存器级的最基本的设计单元是寄存器、计 数器、多路选择器、算术逻辑单元(ALU) 等。寄存器级设计的结构描述是其基本单元 的互连。要想得到硬件的具体实现,必须将 抽象程度很高的行为级描述的 VHDL程序改 写为RTL方式描述的ⅤHDL程序,这样才能 导出系统的逻辑表达式,才能进行逻辑综合。 有时在这一层次用数据流图描述硬件的行为, 它反映了流经实际硬件的数据分布
设计中心 Top_Down第二层次 • 第二层次是寄存器传输（ＲＴＬ）级描述。 寄存器级的最基本的设计单元是寄存器、计 数器、多路选择器、算术逻辑单元（ＡＬＵ） 等。寄存器级设计的结构描述是其基本单元 的互连。要想得到硬件的具体实现，必须将 抽象程度很高的行为级描述的VHDL程序改 写为RTL方式描述的VHDL程序，这样才能 导出系统的逻辑表达式，才能进行逻辑综合。 有时在这一层次用数据流图描述硬件的行为， 它反映了流经实际硬件的数据分布