EDA考试复习重点难点总结.docx
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EDA考试复习重点难点总结
数字系统EDA技术复习
第一章EDA技术基础
一、EDA技术的定义:
以大规模可编程逻辑器件为设计载体,以硬件描述语言为系统逻辑描述的主要表达方式,以计算桩、大规模可编程器件的开发软件及实验开发系统为设计工具,自动完成用软件方式描述的电子系统到硬件系统的逻辑编译、逻辑化简、逻辑分割.逻辑综合及优化、布局布线、逻辑仿真,直至完成对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射、编程下载等工作,最终形成集成电子系统或专用集成芯片的一门多学科融合的新技术。
二、EDA的工程设计流程
第一章EDA技术基础
三、传统方法与EDA方法比较:
传统方法
1.从下至上
2•通用的逻辑元、器件
3.系统硬件设计的后期进行仿真和调试
4.主要设计文件是电原理图
EDA方法
1.自上至下
2.可编程逻辑器件
3•系统设计的早期进行仿真和修改
4•多种设计文件,发展趋势以HDL描述文件为主
1、设计输入子模块
用图形编辑器、文本编辑器作设计描述,完成语义正确性、语法规则的检查.
2、设计数据库子模块
系统的库单元、用户的设计描述、中间设计结果•
3、分析验证子模块
各个层次的模拟验证.设计规则的检查.故障诊断。
第一章EDA技术基础
4、综合仿真子模块
综合模块:
将电路的高级语言描述转换成低级的,可与FPGA/CPLD或构成ASIC的门阵列基本结构相映射的网表文件.仿真模块实现对所描述电路的功能.逻辑和时序等进行验证.
5、布局布线子模块
完成由逻辑设计到物理实现的映射。
第二章大规模可编程逻辑器件
CPLD和FPGA
FPGA(FieldProgrammableGatesArray)
CPLD(ComplexProgrammableLogicDevice)
FPGA:
内部互连结构由多种长度不同的连线资源组成,每次布线的延迟可不同,属统计型结构。
逻辑单元主体为由靜态存储器(SRAM)构成的函数发生器,即查找表。
通过查找表可实现逻辑函数功能。
采用SRAM工艺。
第二章大规模可编程逻辑器件
CPLD:
内部互连结构由固定长度的连线资源组成,布线的延迟确定,属确定型结构。
逻辑单元主要由“与或阵列”构成。
该结构来自于典型的PAL、GAL器件的结构。
采用EEPROM工艺。
任意一个组合逻辑都可以用“与一或”表达式来描述,所以该“与一或阵列"结构能实现大量的组合逻辑功能。
第二章大规模可编程逻辑器件
FPGA和CPLD的区另U
定义
FPGA现场可编程门阵列
CPLD
复杂可编程逻辑器件
结构
逻辑单元主体为由静态存储器(SRAM)构成的函数发生器,即查找表。
通过查找表可实现逻辑函数功能.
逻辑单元主要由“与或阵列”构成,采用EEPROM工艺。
集成度
1K-100M门
500-soooon
应用范围
FPGA逻辑能力较弱但寄存器多(100多K),适于数据密集型系统
CPLD逻辑能力强而寄存器少(1K左右),适用于控制(逻辑)密集型系统
使用方法
需要外带ROM
第三章VHDL编程基础
实体(Emily)—结构体—
(Architecture)
进程
或其它并行结构
—、VHDL程序的基本结构:
实体(Entity)结构体(Architecture)库(Library)、程序包(Package)配辰(Configuration)
1、库和程序包
注意:
std-logic-1164,std-logic-unsigned程序包的使用
2、实体:
定义系统的输入输出端口
注意:
in、inoutxout、buffer端口的区别
3、结构体:
定义系统(或模块)的行为.元件及内部的连接关系,即描述其逻辑功能.注意:
顺序语句与并行语句的使用范围
4.配置:
从某个实体的多种结构体描述方式中选择特定的一个•
第三章VHDL编程基础
二、VHDL语言的基本要素
数据对象:
常量、变量.信号;
变量与信号赋值的差异:
1)赋值方式的不同:
变量:
=表达式;赋值没有延迟信号<=表达式;赋值有延迟
2)硬件实现的功能不同
信号代表电路单元、功能模块间的互联,代表实际硬件连线变量代表电路单元内部的操作,代表暂存的临时数据
3)有效范围的不同:
信号:
程序包、实体、结构体;全局量.
变量:
进程、子程序;局部量.
三、VHDL语言的顺序描述语句
顺序描述语句:
执行顺序与书写顺序一致,与传统软件设计
语言的特点相似。
顺序语句只能用在进程与子程序中。
可描述组合逻辑、时序逻辑。
if语句;case语句;loop语句;exit语句;子程序;return语句;nu11语句
常用的顺序描述语句:
赋值语句;
next语句;
wai咅句;
注意:
顺序语句的使用范围(只能在进程和子程序中使用)
第三章VHDL编程基础
U?
、VHDL并发语句(Concurrent)
常用的并发描述语句有:
进程(process)语句、
块(block)语句、
并行信号赋值(简单信号赋值、条件信号賦值、选择信号賦值)
并行过程调用语句、
元件例化语句、
生成语句°
注意:
并发语句的使用范围(不能在进程或子程序中使用)
五、基本逻辑电路的设计
编码器、译码器.加法器.多路选择器、触发器、寄存器、计数器、分频器、串并转换电路.奇偶校验电路、序列信号发生器等。
六、状态机的设计
第四章开发环境
QuartusII软件的设计过程主要包括:
1创建项目
2输入设计电路(*・vhd,*・gdf)
3编译综合
4仿真
5增加约束条件(如引脚分配等)
6编译综合
7编程下载(*・sof)
•掌握testbench的写法:
时钟信号.复位信号、使能信号
第五章实验
四个实验的目的是让同学们掌握quartusll的开发环境和开发流程,熟悉开发板的使用,能够独立的完成一个较复杂的系统设计,并具有一定的软硬件调试能力O
十进制计数器的设计.
7段译码电路的设计、
处理器的测试原理.
NiosII流水灯的设计步骤(硬件和软件配置步骤)
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