eda課程設計任意波形發生器畢業論文(已修改)

　

【正文】 目錄第一章 EDA技術概述 1 EDA技術的發展 2 EDA技術的基本設計方法 3 電路級設計 3 系統級設計 4數字系統設計模型及基本步驟 6 數字系統設計 8 數字系統設計概要 8 8 數字系統的設計步驟 9第二章任意波形產生器 11： 11 12 任意波形產生器構成 13第三章任意波形產生器的設計 14 14 設計步驟及程序 15心得體會 19參考引腳配置 20附錄：下載板與主板主要器件連接關系 22第一章 EDA技術概述EDA是電子設計自動化（Electronic Design Automation）縮寫，是90年代初從CAD（計算機輔助設計）、CAM（計算機輔助制造）、CAT（計算機輔助測試）和CAE（計算機輔助工程）的概念發展而來的。EDA技術是以計算機為工具，根據硬件描述語言HDL（ Hardware Description language）完成的設計文件，自動地完成邏輯編譯、化簡、分割、綜合及優化、布局布線、仿真以及對于特定目標芯片的適配編譯和編程下載等工作。典型的EDA工具中必須包含兩個特殊的軟件包，即綜合器和適配器。綜合器的功能就是將設計者在EDA平臺上完成的針對某個系統項目的HDL、原理圖或狀態圖形描述，針對給定的硬件系統組件，進行編譯、優化、轉換和綜合，最終獲得我們欲實現功能的描述文件。綜合器在工作前，必須給定所要實現的硬件結構參數，它的功能就是將軟件描述與給定的硬件結構用一定的方式聯系起來。也就是說，綜合器是軟件描述與硬件實現的一座橋梁。綜合過程就是將電路的高級語言描述轉換低級的、可與目標器件FPGA/CPLD相映射的網表文件。 EDA技術的發展 回顧近30年電子設計技術的發展歷程，可將EDA技術分為三個階段。 (1) 七十年代為CAD階段，這一階段人們開始用計算機輔助進行IC版圖編輯和PCB布局布 線，取代了手工操作，產生了計算機輔助設計的概念。 (2)八十年代為CAE階段，與CAD相比，除了純粹的圖形繪制功能外，又增加了電路功能設 計和結構設計，并且通過電氣連接網絡表將兩者結合在一起，以實現工程設計，這就是計算機輔助 工程的概念。CAE的主要功能是：原理圖輸入，邏輯仿真，電路分析，自動布局布線，PCB后分 析。 (3)九十年代為ESDA階段。盡管CAD/CAE技術取得了巨大的成功，但并沒有把人從繁重的 設計工作中徹底解放出來。在整個設計過程中，自動化和智能化程度還不高，各種EDA軟件界面千 差萬別，學習使用困難，并且互不兼容，直接影響到設計環節間的銜接。基于以上不足，人們開始 追求貫徹整個設計過程的自動化，這就是ESDA即電子系統設計自動化。 從目前的EDA技術來看，其發展趨勢是政府重視、使用普及、應用文泛、工具多樣、軟件功能強大。在EDA軟件開發方面，目前主要集中在美國。但各國也正在努力開發相應的工具。日本、韓國都有ASIC設計工具，但不對外開放 。中國華大集成電路設計中心，也提供IC設計軟件，但性能不是很強。相信在不久的將來會有更多更好的設計工具有各地開花并結果。據最新統計顯示，中國和印度正在成為電子設計自動化領域發展最快的兩個市場，年復合增長率分別達到了50%和30%。EDA技術發展迅猛，完全可以用日新月異來描述。EDA技術的應用廣泛，現在已涉及到各行各業。EDA水平不斷提高，設計工具趨于完美的地步。EDA市場日趨成熟，但我國的研發水平沿很有限，需迎頭趕上。 EDA技術的基本設計方法 　　 EDA技術的每一次進步、都引起了設計層次上的一個飛躍，可以用圖1說明。 物理級設計主要指IC版圖設計，一般由半導體廠家完成，對電手工程師并沒有太大的意義，因此本文重點介紹電路級設計和系統級設計。 電路級設計 電路級設計工作流程如圖2所示，電子工程師接受系統設計任務后，首先確定設計方案，同時要選擇能實現該方案的合適 元器件，然后根據具體的元器件設計電路原理圖。接著進行第一次仿真，包括數字電路的邏輯模擬、故障分析、模擬電路的交直流分析、瞬態分析。系統在進行仿真時，必須要有元件模型庫的支 持，計算機上模擬的輸入輸出波形代替了實際電路調試中的信號源和示波器。這一次仿真主要是檢 驗設計方案在功能方面的正確性。 仿真通過后，根據原理圖產生的電氣連接網絡表進行PCB板的自動布局布線。在制作 PCB板之前還可以進行后分析，包括熱分析、噪聲及竄擾分析、電磁兼容分析、可靠性分析等，并且可以將分析后的結果參數反標回電路圖，進行第二次仿真，也稱為后仿真，這一次仿真主要是檢 驗PCB板在實際工作環境中的可行性。 由此可見，電路級的EDA技術使電子工程師在實際的電子系統產生之前，就可以全面地 了解系統的功能特性和物理特性，從而將開發過程中出現的缺陷消滅在設計階段，不僅縮短了開發時間，也降低了開發成本。 系統級設計 進入90年代以來，電子信息類產品的開發出現了兩個明顯的特點：一是產品的復雜程 度加深，二是產品的上市時限緊迫。然而電路級設計本質上是基于門級描述的單層次設計，設計的所有工作（包括設計輸入，仿真和分析，設計修改等）都是在基本邏輯門這一層次上進行的，顯然 這種設計方法不能適應新的形勢，為此引入了一種高層次的電子設計方法，也稱為系統級的設計方法。 高層次設計是一種概念驅動式設計，設計人員無須通過門級原理圖描述電路，而是 針對設計目標進行功能描述，由于擺脫了電路細節的束縛，設計人員可以把精力集中于創造性的概念構思與方案上，一旦這些概念構思以高層次描述的形式輸入計算機后，EDA系統就能以規則驅動 的方式自動完成整個設計。這樣，新的概念得以迅速有效的成為產品，大大縮短了產品的研制周 期。不僅如此，高層次設計只是定義系統的行為特性，可以不涉及實現工藝，在廠家綜合庫的支持 下，利用綜合優化工具可以將高層次描述轉換成針對某種工藝優化的網表，工藝轉化變得輕松容 易。具體的設計流程見圖3。 高層次設計步驟如下：第一步： 按照自頂向下的設計方法進行系統劃分。第二步： 輸入VHDL代碼，這是高層次設計中最為普遍的輸入方式。此外，還可以采用圖形輸入 方式（框圖，狀態圖等），這種輸入方式具有直觀、容