第一篇:EDA課程心得
EDA課程學(xué)習(xí)心得
這學(xué)期的后半期,我們開(kāi)了EDA技術(shù)這門(mén)課程。EDA的中文解釋是電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化,這門(mén)課程主要是用于對(duì)現(xiàn)代高新電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì),EDA在硬件方面融合了大規(guī)模集成電路技術(shù),是一款綜合性很強(qiáng)的工具。
這門(mén)課程的學(xué)習(xí)在教學(xué)中應(yīng)該以實(shí)踐為主,我們每周有兩節(jié)課,一節(jié)是理論課學(xué)習(xí),一節(jié)是實(shí)踐課。剛開(kāi)始上理論課程的時(shí)候,主要是對(duì)該軟件的使用做介紹,而在實(shí)踐課程上,我們應(yīng)該對(duì)軟件進(jìn)行運(yùn)用,但是,有很多的同學(xué)卻沒(méi)有干與課程相關(guān)的事,只有一部分的同學(xué)在練習(xí)。開(kāi)始的時(shí)候,對(duì)軟件很陌生,都是幾個(gè)同學(xué)在一起研究,并且詢問(wèn)老師,才慢慢的掌握了使用方法。在后面的理論學(xué)習(xí)中,老師主要是講解編程的一些語(yǔ)法,并且只講了一些常用的,像信號(hào)量,變量,還有PROCESS語(yǔ)句等,這些是編程中常用的一些知識(shí)。在實(shí)踐課上,主要是以實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)為主,根據(jù)指導(dǎo)書(shū)上的內(nèi)容進(jìn)行編程,畫(huà)圖仿真來(lái)對(duì)EDA技術(shù)的運(yùn)用有更深入的理解。在每周一節(jié)理論課的學(xué)習(xí)情況下,很多的時(shí)間都是很珍貴的,學(xué)習(xí)理論的時(shí)間就那么一點(diǎn),那么,肯定就不可能學(xué)習(xí)的很全面,老師主要是講方法,更多的是要我們自己努力。這本教材還很不錯(cuò),講解的很詳細(xì),讓初學(xué)者也能理解。然后實(shí)踐課程是可以在課后也能練習(xí),課上發(fā)現(xiàn)問(wèn)題就能及時(shí)的詢問(wèn)老師,但是,課后就只能詢問(wèn)同學(xué),或者是將問(wèn)題留到課堂上再問(wèn)老師。
這門(mén)課程學(xué)完最大的感觸就是學(xué)習(xí)的時(shí)間太短了,這門(mén)課程聽(tīng)老師說(shuō)對(duì)我們的以后工作是有很大的幫助的,但是我們卻只學(xué)習(xí)了半個(gè)學(xué)期,只用了32個(gè)課時(shí)就結(jié)束了,這肯定是不夠的。EDA技術(shù)可以完成各種自動(dòng)設(shè)計(jì)過(guò)程,是目前最為矚目的一項(xiàng)技術(shù),它有強(qiáng)大的邏輯設(shè)計(jì)仿真測(cè)試技術(shù)。它的仿真測(cè)試技術(shù)只要通過(guò)計(jì)算機(jī),就能對(duì)所設(shè)計(jì)的電子系統(tǒng)從各種不同層次的系統(tǒng)性能特點(diǎn)完成一系列準(zhǔn)確的測(cè)試與仿真操作,在完成實(shí)際系統(tǒng)的安裝后,還能對(duì)系統(tǒng)上的目標(biāo)器件進(jìn)行所謂的邊界掃描測(cè)試。這一切都極大的提高了大規(guī)模的系統(tǒng)電子設(shè)計(jì)的自動(dòng)化程度。現(xiàn)在的很多設(shè)計(jì)工作都需要先進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真,如果沒(méi)有錯(cuò)誤,在運(yùn)用到實(shí)際的硬件中,這不僅能提高設(shè)計(jì)速度,還能減少因?yàn)樵O(shè)計(jì)失誤而造成的原料浪費(fèi)。學(xué)好一門(mén)仿真軟件對(duì)于我們本科學(xué)生是必不可少的,因?yàn)橐院螽厴I(yè)了如果從事設(shè)計(jì)方向的工作,那必然要求我們有這樣的一門(mén)技術(shù)。
以下是我在這門(mén)課程的學(xué)習(xí)過(guò)程中總結(jié)的幾點(diǎn)建議,希望老師能夠耐心的看完:
(1)、根據(jù)學(xué)生的層次,設(shè)計(jì)一種適合學(xué)生的教學(xué)方案。像我們班這樣的基礎(chǔ)不太好的班級(jí),可能采用重實(shí)踐的方法更合適一些。上課講很多的理論知識(shí),都不及在機(jī)房自己練習(xí)來(lái)的快。而且,老師有時(shí)候在課堂上也不知道該給我們講些什么我們才會(huì)更好的接收,這樣的話,在我們自己動(dòng)手實(shí)踐的過(guò)程中我們發(fā)現(xiàn)了問(wèn)題,經(jīng)過(guò)詢問(wèn)老師和與同學(xué)一起研究,這樣,就可以克服難題,而且,經(jīng)過(guò)這樣的經(jīng)歷,我們對(duì)于該問(wèn)題也會(huì)有很深的印象,在以后的應(yīng)用中出現(xiàn)類似的問(wèn)題我們也會(huì)更快的找到方法解決。
(2)、在實(shí)踐課上要嚴(yán)抓課堂秩序。在實(shí)踐課的時(shí)候,很多同學(xué)都不做與課程相關(guān)的事,要么翻紙盤(pán),要么幾個(gè)一起玩游戲,而真正在做實(shí)驗(yàn)的同學(xué)就只有那么少許的人。很多人都是在一開(kāi)始就養(yǎng)成這樣的壞習(xí)慣的,如果在剛開(kāi)始就嚴(yán)抓課堂秩序,那么,很多人可能就會(huì)按照要求循規(guī)蹈矩了。在實(shí)踐課上是很重要的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì),本來(lái)課程安排的時(shí)間就很少,不好好的利用,那么肯定是一項(xiàng)嚴(yán)重的損失。
(3)、上理論課的時(shí)候盡量的多的將一些知識(shí)點(diǎn)講詳細(xì)一些。我們學(xué)習(xí)的都是很基礎(chǔ)的知識(shí),不要求深入,但是應(yīng)該盡量的將基礎(chǔ)的東西都掌握了。在這門(mén)課程中,我們只學(xué)習(xí)了幾章較為基礎(chǔ)和重要的內(nèi)容,只要掌握了這幾章也就能進(jìn)行簡(jiǎn)單的編程,在這樣的情況下,我們就更是需要老師幫助我們,引導(dǎo)我們,理清這些知識(shí)點(diǎn),從而掌握它們。
以上是我在這門(mén)課程的學(xué)習(xí)中的一些感觸和心得,雖然這門(mén)課程的學(xué)習(xí)結(jié)束了,但是,有一些學(xué)習(xí)方法是同樣可以運(yùn)用到其他的課程學(xué)習(xí)中,在以后的學(xué)習(xí)中,我們還應(yīng)該堅(jiān)持,努力,將學(xué)習(xí)進(jìn)行到底!
第二篇:eda技術(shù)課程總結(jié)與心得
【第一章】
1、FPGA芯片的發(fā)展主要體現(xiàn)在哪幾個(gè)方面?未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)是什么?
ANS:
2、EDA技術(shù)的優(yōu)勢(shì)是什么?
ANS: EDA依賴功能強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)在EDA工具軟件平臺(tái)上自動(dòng)的完成邏輯化簡(jiǎn)、邏輯分割、邏輯綜合、結(jié)構(gòu)綜合,以及邏輯優(yōu)化和仿真等功能,直至實(shí)現(xiàn)既定性能的電子線路系統(tǒng)功能。EDA使得設(shè)計(jì)者的工作幾乎僅限于利用軟件的方式,即利用硬件描述語(yǔ)言HDL和EDA工具軟件來(lái)完成對(duì)系統(tǒng)硬件功能的實(shí)現(xiàn)
+ P 10
3、EDA的設(shè)計(jì)流程包括哪幾個(gè)環(huán)節(jié)?
ANS: ①設(shè)計(jì)輸入(原理圖/HDL文本編輯)②綜合 ③ FPGA/CPLD 適配 ④ 時(shí)序仿真與功能門(mén)級(jí)仿真 ⑤FPGA/CPLD編程下載 ⑥FPGA/CPLD器件電路硬件檢測(cè)。
4、硬件描述語(yǔ)言的種類有哪些?
ANS: VHDL、Verilog HDL、SystemVerilog、System C 等
5、自頂向下設(shè)計(jì)方法的優(yōu)點(diǎn)是什么?
ANS:
過(guò)程大部分由計(jì)算機(jī)完成,可植性強(qiáng),便于系統(tǒng)的優(yōu)化和升級(jí),以及對(duì)模型進(jìn)行及時(shí)的修改,以改進(jìn)系統(tǒng)或子系統(tǒng)的功能,更正設(shè)計(jì)錯(cuò)誤,提高目標(biāo)系統(tǒng)的工作速度,減小面積耗用,降低功耗和成本等。在EDA技術(shù)應(yīng)用中,自頂向下的設(shè)計(jì)方法,就是在整個(gè)設(shè)計(jì)流程中各設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)逐步求精的過(guò)程。
6、ip核可分為哪幾類?
ANS: ①軟IP、②固IP、③硬IP
7、ip在EDA技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展中的意義是什么?
ANS:
IP就是將某些功能固化,而當(dāng)EDA設(shè)計(jì)也需要這些功能的時(shí)候,就可以直接將植入了此功能的IP拿過(guò)來(lái)直接用,而不用再重新設(shè)計(jì)。這樣既可以提高效率又可以減少設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)。IP核具有規(guī)范的接口協(xié)議,良好的可移植與可測(cè)試性,為系統(tǒng)開(kāi)發(fā)提供了可靠的保證。
【第二章】
1、可編程邏輯器件經(jīng)歷哪些發(fā)展過(guò)程? ANS:
2、Altera公司的PLD芯片主要有哪些系列? ANS:
按照推出的先后順序:Classic、MAX、FLEX、APEX、ACEX、APEX
2、Cyclone/2/3/
4、MAX2、Stratix-1/2/3/4/6.【第三章】
1、一個(gè)完整的VHDL程序包括哪幾個(gè)部分?其作用是什么? ANS: ①實(shí)體描述部分 ②結(jié)構(gòu)體描述部分
作用 略
2、VHDL中標(biāo)示符的命名規(guī)則是什么?
ANS: 標(biāo)識(shí)符是設(shè)計(jì)者在VHDL程序中自己定義的,用于標(biāo)識(shí)不同名稱的詞語(yǔ)。例如實(shí)體名、端口名等。具體規(guī)則如下:
·有效的字符:包括26個(gè)大小寫(xiě)英文字母,數(shù)字包括0~9以及下劃線。
·任何標(biāo)識(shí)符必須以英文字母開(kāi)頭
·必須是單一的下劃線,且前后都要有字母或數(shù)字。·標(biāo)識(shí)符中的英文字母不區(qū)分大小寫(xiě)。
·允許包含圖形符號(hào)(如回車(chē)符、換行符等),也允許包含空格符。
3、端口模式有哪些?
ANS: ①I(mǎi)N
2、OUT
3、INOUT雙向端口
4、BUFFER 緩沖端口
4、VHDL中有哪些基本的數(shù)據(jù)類型? ANS: bit、bit_vector、std_logic、std_logic_vector、boolean(布爾)、natural(自然數(shù))、integer(整數(shù))、signed(有符號(hào))、unsigned(無(wú)符號(hào))、array(數(shù)組類)、record(記錄類型)、Subtype(子類型)、用戶自定義類型。
5、常用的VHDL程序包有哪些?
ANS:STD_LOGIC_1164、STD_LOGIC_ARITH、STD_LOGIC_SIGNED、STD_LOGIC_UNSIGNED
【第五章】
1、簡(jiǎn)述信號(hào)和變量的區(qū)別
ANS:比較對(duì)象
信號(hào)SIGNAL
變量VARIABLE
基本用法
用于作為電路中的信號(hào)連線
用于作為進(jìn)程中局部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元
適用范圍
在整個(gè)結(jié)構(gòu)體內(nèi)的任何地方都適用
只能在所定義的進(jìn)程中使用
行為特性
在進(jìn)程最后才對(duì)信號(hào)賦值
立即賦值
簡(jiǎn)單的說(shuō),信號(hào)是全局的,用于結(jié)構(gòu)體中并行語(yǔ)句間數(shù)據(jù)流的傳遞;變量則是局部的,他主要用于單個(gè)進(jìn)程中中間變量的存儲(chǔ).2、進(jìn)程的特點(diǎn)是什么?
ANS:(1)進(jìn)程結(jié)構(gòu)內(nèi)部的所有語(yǔ)句都是順序執(zhí)行的。
(2)多進(jìn)程之間是并行執(zhí)行的,并可訪問(wèn)結(jié)構(gòu)體或?qū)嶓w中所定義的信號(hào)。
(3)進(jìn)程的啟動(dòng)是由進(jìn)程標(biāo)識(shí)符PROCESS后的信號(hào)敏感表所標(biāo)明的信號(hào)來(lái)觸發(fā)的,也可以用WAIT語(yǔ)句等待一個(gè)觸發(fā)條件的成立。
(4)各進(jìn)程之間的通信是由信號(hào)來(lái)傳遞的。(5)進(jìn)程語(yǔ)句的順序性(6)進(jìn)程的啟動(dòng)與執(zhí)行過(guò)程
當(dāng)進(jìn)程中定義的任一敏感型號(hào)發(fā)生更新(變化)時(shí),由順序語(yǔ)句定義的行為就要重復(fù)執(zhí)行一次。當(dāng)進(jìn)程中最后一個(gè)語(yǔ)句執(zhí)行完畢后,執(zhí)行過(guò)程將自動(dòng)返回到進(jìn)程的起始端,以等待下一次敏感信號(hào)的變化。
3、VHDL語(yǔ)言有哪幾種描述方式?
ANS: 行為描述、數(shù)據(jù)流描述、結(jié)構(gòu)描述
【第六章】
1、列舉5個(gè)宏功能模塊
ANS: ① 算數(shù)組件,包括累加器、加法器、乘法器和LPM算數(shù)函數(shù)等。
② 組合電路,包括多路選擇器、比較器和LPM門(mén)函數(shù)等。
③ I/O組件,包括時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)(CDR)、鎖相環(huán)(PLL)等。
④ 存儲(chǔ)器編譯器件,包括FIFO Partitioner、RAM和ROM宏功能模塊等。
⑤ 存儲(chǔ)組件,包括存儲(chǔ)器、移位寄存器宏模塊和LPM存儲(chǔ)器函數(shù)等。
2、Quartus能夠接受的兩種RAM或ROM初始化文件的格式是? ANS:.mif
.hex
3、給出鎖相環(huán)的工作原理。
ANS: 鎖相環(huán)路是一個(gè)相位反饋?zhàn)詣?dòng)控制系統(tǒng)。它由以下三個(gè)基本部件組成:鑒相器(PD)、環(huán)路濾波器(LPF)和壓控振蕩器(VCO)。其組成方框圖如下所示。
鎖相環(huán)的工作原理:
? ? ? ? ?
4、已知實(shí)驗(yàn)板上有一個(gè)10MHZ的有源晶振,現(xiàn)在要產(chǎn)生1MHZ的正弦波,請(qǐng)?zhí)岢鲈O(shè)計(jì)方案
【第七章】
1、狀態(tài)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)
ANS:① 高效的順序控制模型 ②容易利用現(xiàn)成的EDA優(yōu)化工具③性能穩(wěn)定④設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)效率高⑤高速性能
2、一般的狀態(tài)機(jī)結(jié)構(gòu)包括哪幾個(gè)部分?各自的功能是什么? ANS: ①說(shuō)明部分、說(shuō)明部分用tpye語(yǔ)句定義新的數(shù)據(jù)類型,其元素通常用狀態(tài)機(jī)的狀態(tài)名來(lái)定義。狀態(tài)變量(即現(xiàn)態(tài)和次態(tài))應(yīng)定義為信號(hào),便于信息額傳遞,并將狀態(tài)變量的數(shù)據(jù)類型定義為含有既定狀態(tài)元素的新定義的數(shù)據(jù)類型。說(shuō)明部分一般放在architecture 和 begin之間。
②主控時(shí)序過(guò)程、所謂主控時(shí)序過(guò)程是指負(fù)責(zé)狀態(tài)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)和在時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)下負(fù)責(zé)狀態(tài)轉(zhuǎn)換。壓控振蕩器的輸出經(jīng)過(guò)采集并分頻; 和基準(zhǔn)信號(hào)同時(shí)輸入鑒相器;
鑒相器通過(guò)比較上述兩個(gè)信號(hào)的頻率差,然后輸出一個(gè)直流脈沖電壓; 控制VCO,使它的頻率改變;
這樣經(jīng)過(guò)一個(gè)很短的時(shí)間,VCO 的輸出就會(huì)穩(wěn)定于某一期望值。③主控組合過(guò)程、顧名思義,主控組合進(jìn)程也可稱為狀態(tài)譯碼過(guò)程,其任務(wù)是根據(jù)外部輸入的控制信號(hào),包括來(lái)自狀態(tài)機(jī)外部的信號(hào)和來(lái)自狀態(tài)機(jī)內(nèi)部其他非主控的組合或時(shí)序進(jìn)程的信號(hào),以確定對(duì)外輸出或?qū)?nèi)部其他組合或時(shí)序進(jìn)程輸出信號(hào)的內(nèi)容。④輔助過(guò)程、輔助進(jìn)程用于配合狀態(tài)機(jī)工作的組合進(jìn)程或時(shí)序進(jìn)程。
3、狀態(tài)機(jī)的狀態(tài)編碼有哪幾種?各自的優(yōu)缺點(diǎn)是什么?
ANS:① 直接輸出型編碼
這種編碼最典型的應(yīng)用就是計(jì)數(shù)器。直接輸出型編碼方式就是所謂的用戶自定義編碼方式,它的優(yōu)點(diǎn)是輸出速度快,不太可能出現(xiàn)毛刺現(xiàn)象。缺點(diǎn)是程序的可讀性差,用于狀態(tài)譯碼的組合邏輯資源比其他以相同觸發(fā)器數(shù)量觸發(fā)器 4構(gòu)成的狀態(tài)機(jī)多,而且控制非法狀態(tài)出現(xiàn)的容錯(cuò)技術(shù)要求比較高。
②順序編碼
優(yōu)點(diǎn)是 這種編碼方式最為簡(jiǎn)單,在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)中最為常用,其使用的觸發(fā)器最少,剩余的非法狀態(tài)也最少,容錯(cuò)技術(shù)較為簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)也很多,如常常會(huì)占用狀態(tài)轉(zhuǎn)換譯碼組合邏輯較多的資源,特別是有的相鄰狀態(tài)或不相鄰狀態(tài)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)涉及多個(gè)觸發(fā)器的同時(shí)狀態(tài)轉(zhuǎn)換,因此將耗費(fèi)更多的轉(zhuǎn)換時(shí)間,而且容易出現(xiàn)毛刺現(xiàn)象。
③一位熱碼狀態(tài)編碼
一位熱碼狀態(tài)編碼雖然占用了較多的觸發(fā)器,但其簡(jiǎn)單的編碼方式大為簡(jiǎn)化了狀態(tài)譯碼邏輯,提高了狀態(tài)轉(zhuǎn)換速度,增強(qiáng)了狀態(tài)機(jī)的工作穩(wěn)定性,這對(duì)于含有較多的時(shí)序邏輯資源、相對(duì)較少的組合邏輯資源的FPGA器件是最好的解決方案。
常用的去除毛刺的方法有哪幾種?
ANS: ①延時(shí)方式去毛刺
②邏輯方式去毛刺 ③ 定時(shí)方式去毛刺 P261
【第八章】
1、資源優(yōu)化可以通過(guò)哪幾種方式實(shí)現(xiàn) ANS:①資源共享 ②邏輯優(yōu)化 ③串行化
2、速度優(yōu)化可以通過(guò)哪幾種方式實(shí)現(xiàn)?
ANS:① 利用流水線設(shè)計(jì)技術(shù) ②寄存器配平③關(guān)鍵路徑法 ④乒乓操作法
【編程題】
1、用VHDL實(shí)現(xiàn)某一芯片的功能
2、計(jì)數(shù)并譯碼顯示
3、鍵盤(pán)掃描并顯示
第三篇:eda技術(shù)課程總結(jié)與心得--整理版
【第一章】
1、FPGA芯片的發(fā)展主要體現(xiàn)在哪幾個(gè)方面?未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)是什么?
(1)大容量、低電壓、低功耗(2)系統(tǒng)級(jí)高密度
(3)FPGA和ASIC出現(xiàn)相互融合。(4)動(dòng)態(tài)可重構(gòu)
2、EDA技術(shù)的優(yōu)勢(shì)是什么?
縮短開(kāi)發(fā)周期,有各類庫(kù)的支持,簡(jiǎn)化邏輯設(shè)計(jì),有利于設(shè)計(jì)文檔的管理,能仿真測(cè)試,開(kāi)發(fā)者有自主權(quán),將所有開(kāi)發(fā)環(huán)節(jié)納入統(tǒng)一的自頂向下的設(shè)計(jì)中,有效的利用了計(jì)算機(jī)的自動(dòng)設(shè)計(jì)能力。
3、EDA的設(shè)計(jì)流程包括哪幾個(gè)環(huán)節(jié)?
①設(shè)計(jì)輸入(原理圖/HDL文本編輯)②綜合 ③ FPGA/CPLD 適配 ④ 時(shí)序仿真與功能仿真 ⑤FPGA/CPLD編程下載 ⑥FPGA/CPLD器件電路硬件檢測(cè)。
4、硬件描述語(yǔ)言的種類有哪些?
VHDL、Verilog HDL、SystemVerilog、System C 等
5、自頂向下設(shè)計(jì)方法的優(yōu)點(diǎn)是什么?
過(guò)程大部分由計(jì)算機(jī)完成,可植性強(qiáng),便于系統(tǒng)的優(yōu)化和升級(jí),以及對(duì)模型進(jìn)行及時(shí)的修改,以改進(jìn)系統(tǒng)或子系統(tǒng)的功能,更正設(shè)計(jì)錯(cuò)誤,提高目標(biāo)系統(tǒng)的工作速度,減小面積耗用,降低功耗和成本等。在EDA技術(shù)應(yīng)用中,自頂向下的設(shè)計(jì)方法,就是在整個(gè)設(shè)計(jì)流程中各設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)逐步求精的過(guò)程。高效,高穩(wěn)定性,省時(shí)省力,成本較低。
6、ip核可分為哪幾類?
①軟IP、②固IP、③硬IP
7、ip在EDA技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展中的意義是什么?
IP就是將某些功能固化,而當(dāng)EDA設(shè)計(jì)也需要這些功能的時(shí)候,就可以直接將植入了此功能的IP拿過(guò)來(lái)直接用,而不用再重新設(shè)計(jì)。這樣既可以提高效率又可以減少設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)。IP核具有規(guī)范的接口協(xié)議,良好的可移植與可測(cè)試性,為系統(tǒng)開(kāi)發(fā)提供了可靠的保證。
【第二章】
1、可編程邏輯器件經(jīng)歷哪些發(fā)展過(guò)程?
PLD,PLA,PAL,GAL,EPLD,CPLD/FPGA
2、FPGA的配置方式有哪些?
PS(被動(dòng)串行)、PPS(被動(dòng)并行同步)、PPA(被動(dòng)并行異步)、PSA(被動(dòng)串行異步)、JTAG模式、AS(主動(dòng)串行)
3、JTAG?
JTAG是英文“Joint Test Action Group(聯(lián)合測(cè)試行為組織)”的詞頭字母的簡(jiǎn)寫(xiě)。JTAG邊界掃描技術(shù)。
【第三章】
1、verilog中標(biāo)示符的命名規(guī)則是什么?
a.標(biāo)識(shí)符
Verilog HDL中的標(biāo)識(shí)符(Identifier)是由任意字母、數(shù)字、$符號(hào)和_(下劃線)符號(hào)的組成的字符序列,但標(biāo)識(shí)符的第一個(gè)字符必須是字母或者下劃線。此外,標(biāo)識(shí)符是區(qū)分大小寫(xiě)的。
轉(zhuǎn)義表示符(Escaped Identifier)為在標(biāo)識(shí)符中包含任何可打印字符提供了一條途徑。轉(zhuǎn)義標(biāo)識(shí)符(反斜線)符號(hào)開(kāi)頭,以空白結(jié)尾(空白可以是空格、制表符或換行符)。在轉(zhuǎn)義標(biāo)識(shí)符中,反斜線和結(jié)束空格并不是轉(zhuǎn)義標(biāo)識(shí)符的一部分。
Verilog HDL語(yǔ)言中定義了一系列保留標(biāo)識(shí)符,叫做關(guān)鍵詞,僅用于表示特定的含義。注意只有小寫(xiě)的關(guān)鍵詞才是保留字。
指導(dǎo)原則:不能用大小寫(xiě)混用字符串表示關(guān)鍵詞,也不能把轉(zhuǎn)義的關(guān)鍵詞作為標(biāo)識(shí)別符。
b.注釋
在Verilog HDL中有2種形式的注釋:
/*開(kāi)始,直到*/ //第二種形式:到本行結(jié)束為止
c.格式
Verilog HDL是大小寫(xiě)敏感的,也就是說(shuō),字符相同而字體(大小寫(xiě))不同的兩個(gè)標(biāo)識(shí)符是不同的。此外,Verilog HDL語(yǔ)句的格式很自由,即語(yǔ)句結(jié)構(gòu)既可以跨越多行編寫(xiě),也可以在一行內(nèi)編寫(xiě)。空白(空白行、制表符和空格)沒(méi)有特殊含義。指導(dǎo)原則:行的長(zhǎng)度必須小于132個(gè)字符。
2、端口模式有哪些?
1、INPUT
2、OUTPUT
3、INOUT雙向端口
3、Verilog中有哪些基本的數(shù)據(jù)類型?
Reg,wire,parameters,integer
4、verilog中兩種基本的數(shù)據(jù)類型net(wire)和reg的區(qū)別
兩者的區(qū)別是:即存器型數(shù)據(jù)保持最后一次的賦值,而線型數(shù)據(jù)需要持續(xù)的驅(qū)動(dòng)
輸入端口可以由net/reg驅(qū)動(dòng),但輸入端口只能是net;輸出端口可以使net/reg類型,輸出端口只能驅(qū)動(dòng)net;若輸出端口在過(guò)程塊中賦值則為reg型,若在過(guò)程塊外賦值則為net型 用關(guān)鍵詞inout聲明一個(gè)雙向端口, inout端口不能聲明為寄存器類型,只能是net類型。wire表示直通,即只要輸入有變化,輸出馬上無(wú)條件地反映(如與、非門(mén)等簡(jiǎn)單的連接);reg表示一定要有觸發(fā),輸出才會(huì)反映輸入。
不指定就默認(rèn)為1位wire類型。專門(mén)指定出wire類型,可能是多位或?yàn)槭钩绦蛞鬃x。wire只能被assign連續(xù)賦值,reg只能在initial和always中賦值。wire使用在連續(xù)賦值語(yǔ)句中,而reg使用在過(guò)程賦值語(yǔ)句中。
wire若無(wú)驅(qū)動(dòng)連接,其值為z,reg默認(rèn)初始值為不定值x。
reg表示一定要有觸發(fā),沒(méi)有輸入的時(shí)候可以保持原來(lái)的值,但不直接與實(shí)際的硬件電路對(duì)應(yīng)。
5、verilog中的時(shí)鐘過(guò)程表述的特點(diǎn)和規(guī)律
1.某信號(hào)被定義成邊沿敏感時(shí)鐘信號(hào),則posedge A或 negedge A放敏感表中,always結(jié)構(gòu)塊中不能再出現(xiàn)信 號(hào)A了。
2.若B被定義成對(duì)應(yīng)于時(shí)鐘的電平敏感異步控制信號(hào),則除 posedge B或negedge B放敏感表中,always塊中必須 給出邏輯描述,即表述上是邊沿敏感,性能上是電平敏感。
3.若某信號(hào)對(duì)于時(shí)鐘同步,則不能出現(xiàn)在敏感信號(hào)表中。
4.敏感表中邊沿敏感信號(hào)和電平敏感信號(hào)不能同時(shí)出現(xiàn)。
【第五章】
1、簡(jiǎn)述阻塞式賦值和非阻塞式賦值的區(qū)別
=,立即;<=過(guò)程結(jié)束
(1)同一個(gè)塊程序中:阻塞賦值語(yǔ)句是順序執(zhí)行的;非阻塞賦值語(yǔ)句是并行執(zhí)行的。
(2)在組合邏輯建模中應(yīng)使用阻塞賦值;在時(shí)序邏輯建模中應(yīng)使用非阻塞賦值。
(3)無(wú)論是阻塞賦值語(yǔ)句還是非阻塞賦值語(yǔ)句,若在該語(yǔ)句之前對(duì)其值進(jìn)行應(yīng)用,則只能引用其上一個(gè)時(shí)鐘周期賦于的舊值。
2、verilog語(yǔ)言有哪幾種描述風(fēng)格?
RTL描述、行為描述、數(shù)據(jù)流描述、結(jié)構(gòu)描述
3、簡(jiǎn)述任務(wù)和函數(shù)語(yǔ)句的區(qū)別
a.任務(wù)可以有input、output和inout,數(shù)量不限,函數(shù)只有input參數(shù),且至少有一個(gè)input;b.任務(wù)可以包含有時(shí)序控制(如延時(shí)等),函數(shù)不能包含有任何延遲,仿真時(shí)間為0;c.任務(wù)可以用disable中斷,函數(shù)不允許disable、wait語(yǔ)句;d.任務(wù)可以通過(guò)I/O端口實(shí)現(xiàn)值傳遞,函數(shù)名即輸出變量名,通過(guò)函數(shù)返回值;e.任務(wù)可以調(diào)用其他任務(wù)和函數(shù),函數(shù)只能調(diào)用其他函數(shù),不能調(diào)用任務(wù);f.任務(wù)可以定義自己的仿真時(shí)間單位,函數(shù)只能與主模塊共用一個(gè)仿真時(shí)間單位;
g.函數(shù)通過(guò)一個(gè)返回一個(gè)值來(lái)響應(yīng)輸入信號(hào)的值,任務(wù)卻能支持多種目的,能計(jì)算多個(gè)結(jié)果值,結(jié)果值只能通過(guò)被調(diào)用的任務(wù)的輸出端口輸出或總線端口送出;另外在函數(shù)中不能有wire型變量.任務(wù)定義語(yǔ)法:
task <任務(wù)名>;
<端口及數(shù)據(jù)類型聲明語(yǔ)句>
<語(yǔ)句1>......endtask
函數(shù)定義的語(yǔ)法: function <返回值類型或范圍>(函數(shù)名)
<端口說(shuō)明語(yǔ)句>
<變量類型說(shuō)明語(yǔ)句>
begin
<語(yǔ)句>......end endfunction
【第八章】
1、狀態(tài)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)
①高效的順序控制模型
②容易利用現(xiàn)成的EDA優(yōu)化工具 ③性能穩(wěn)定
④設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)效率高 ⑤高速性能
2、狀態(tài)機(jī)的狀態(tài)編碼有哪幾種?各自的優(yōu)缺點(diǎn)是什么?
① 直接輸出型編碼:這種編碼最典型的應(yīng)用就是計(jì)數(shù)器。直接輸出型編碼方式就是所謂的用戶自定義編碼方式,它的優(yōu)點(diǎn)是輸出速度快,不太可能出現(xiàn)毛刺現(xiàn)象。缺點(diǎn)是程序的可讀性差,用于狀態(tài)譯碼的組合邏輯資源比其他以相同觸發(fā)器數(shù)量觸發(fā)器構(gòu)成的狀態(tài)機(jī)多,而且控制非法狀態(tài)出現(xiàn)的容錯(cuò)技術(shù)要求比較高。
②順序編碼:優(yōu)點(diǎn)是這種編碼方式最為簡(jiǎn)單,在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)中最為常用,其使用的觸發(fā)器最少,剩余的非法狀態(tài)也最少,容錯(cuò)技術(shù)較為簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)也很多,如常常會(huì)占用狀態(tài)轉(zhuǎn)換譯碼組合邏輯較多的資源,特別是有的相鄰狀態(tài)或不相鄰狀態(tài)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)涉及多個(gè)觸發(fā)器的同時(shí)狀態(tài)轉(zhuǎn)換,因此將耗費(fèi)更多的轉(zhuǎn)換時(shí)間,而且容易出現(xiàn)毛刺現(xiàn)象。③一位熱碼狀態(tài)編碼:一位熱碼狀態(tài)編碼雖然占用了較多的觸發(fā)器,但其簡(jiǎn)單的編碼方式大為簡(jiǎn)化了狀態(tài)譯碼邏輯,提高了狀態(tài)轉(zhuǎn)換速度,增強(qiáng)了狀態(tài)機(jī)的工作穩(wěn)定性,這對(duì)于含有較多的時(shí)序邏輯資源、相對(duì)較少的組合邏輯資源的FPGA器件是最好的解決方案。
3、常用的去除毛刺的方法有哪幾種?
①延時(shí)方式去毛刺
②邏輯方式去毛刺 ③ 定時(shí)方式去毛刺
第四篇:EDA課程 跑馬燈設(shè)計(jì)
EDA目錄
第一章 設(shè)計(jì)思路.................................................................................................................................................1 第二章 子模塊......................................................................................................................................................2 2.1 分頻器....................................................................................................................................................2 2.2 顯示模式模塊.......................................................................................................................................3 2.3 顯示LED燈模塊..................................................................................................................................5 第三章 調(diào)試及結(jié)果............................................................................................................................................6 3.1頂層原理圖............................................................................................................................................6 第四章 體會(huì)..........................................................................................................................................................7
第一章 設(shè)計(jì)思路
在掌握常用數(shù)字電路功能和原理的基礎(chǔ)上,根據(jù)EDA技術(shù)課程所學(xué)知識(shí),以及平時(shí)實(shí)驗(yàn)的具體操作內(nèi)容,利用硬件描述語(yǔ)言HDL,EDA軟件QuartusⅡ和硬件平臺(tái)cycloneⅡFPGAJ進(jìn)行一個(gè)簡(jiǎn)單的電子系統(tǒng)設(shè)計(jì),本次試驗(yàn)我所完成的內(nèi)容是跑馬燈的設(shè)計(jì),下面我簡(jiǎn)單的進(jìn)行一下原理的闡述。
跑馬燈課程設(shè)計(jì)的要求是控制8個(gè)LED進(jìn)行花樣顯示,設(shè)計(jì)四種顯示模塊:第一種顯示是從左向右逐個(gè)點(diǎn)亮LED。第二種顯示:從右向左逐個(gè)點(diǎn)亮LED。第三種顯示:從兩邊向中間逐個(gè)點(diǎn)亮LED。第四種顯示:從中間到兩邊逐個(gè)點(diǎn)亮LED。四種顯示模式循環(huán)切換,并帶有一位復(fù)位鍵控制系統(tǒng)的運(yùn)行停止。為了完成要求的效果顯示,由于要求比較簡(jiǎn)單,所以不用分為很多模塊來(lái)具體控制,所以我先擇利用賦值語(yǔ)句來(lái)完成燈的點(diǎn)亮,根據(jù)了解我們實(shí)驗(yàn)箱上的LED燈屬于共陰極接法,當(dāng)給于高電平時(shí)點(diǎn)亮,那么當(dāng)我們需要點(diǎn)亮某位LED燈時(shí),只需在該位上賦予高電平即可,比如:如果我們要實(shí)現(xiàn)8個(gè)數(shù)碼燈從左到右依次點(diǎn)亮,那么我們就可以給這8個(gè)數(shù)碼燈分別賦值10000000,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的延時(shí)后再給其賦值01000000,再經(jīng)過(guò)一段時(shí)間延時(shí)后再給其賦值00100000,依次類推,則最后一種賦值狀態(tài)為00000001,這樣就得到了相應(yīng)的現(xiàn)象。同理,要實(shí)現(xiàn)數(shù)碼燈從右向左依次點(diǎn)亮,從中間向兩端依次點(diǎn)亮,從兩端向中間依次點(diǎn)亮都可以采用這樣賦值的方法。在延時(shí)的程序編寫(xiě)的過(guò)程中,我們采用計(jì)數(shù)時(shí)鐘脈沖個(gè)數(shù)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。結(jié)合具體程序來(lái)說(shuō)就是,在每個(gè)時(shí)鐘上升沿將clk_cnt變量加一,當(dāng)達(dá)到499999后,就進(jìn)入顯示進(jìn)程做下一步的賦值操作以顯示相應(yīng)接續(xù)的狀態(tài)。為了達(dá)到四種顯示模式循環(huán)切換的目的,可以將以上的所有賦值語(yǔ)句以順序語(yǔ)句的形式置于進(jìn)程中,這樣在完成了一種顯示方式后就會(huì)自動(dòng)進(jìn)入下一種設(shè)定好的顯示模式,如此反復(fù)循環(huán)。當(dāng)需要程序復(fù)位時(shí),只需按下rst鍵即可,程序不管走都那里,執(zhí)行那條語(yǔ)句,只要確定復(fù)位鍵按下時(shí),程序立刻返回到程序執(zhí)行語(yǔ)句的第一步,程序接著進(jìn)行新的循環(huán)點(diǎn)亮。
第二章 子模塊
系統(tǒng)工作流程如下圖所示,在沒(méi)有外界輸入控制時(shí),中央控制器將反復(fù)循環(huán)輸入預(yù)先設(shè)定的編碼,因此8個(gè)數(shù)碼燈將在四種顯示模式中循環(huán)顯示。若復(fù)位端被置0,則系統(tǒng)被重置,無(wú)論當(dāng)前處于什么狀態(tài),都重新從最開(kāi)始的狀態(tài)開(kāi)始重新執(zhí)行。
2.1 分頻器
輸入一個(gè)CLK信號(hào),通過(guò)分頻器模塊分別輸送到顯示模式模塊和顯示LED模塊 生成分頻器程序:
module FPQ(rst,clk,sel,fp);input clk,rst;input [1:0]sel;output fp;reg[1:0]temp;reg fp;always@(posedge clk or negedge rst)if(!rst)begin temp<=0;fp<=0;圖1 分頻器模塊 end else case(sel)2'b00: if(temp==2)begin fp<=1;temp<=0;end Else begin temp<=temp+1;fp<=0;end 2'b01: if(temp==3)begin fp<=1;temp<=0;end Else begin temp<=temp+1;fp<=0;end 2'b10: if(temp==1)begin fp<=1;temp<=0;end Else begin temp<=temp+1;fp<=0;end 2'b11:fp<=clk;endcase endmodule 2.2 顯示模式模塊
在實(shí)驗(yàn)箱上顯示彩燈運(yùn)行的模式,分別有1-4種模式生成數(shù)碼管顯示程序:
module moshi(state,led,rst,clk,);input [1:0] state;input rst,clk;output[7:0] led;reg [7:0]led;reg [2:0]temp;always@(posedge clk or negedge rst)if(!rst)temp<=0;else if(temp==3'b111)temp<=3'b000;else temp<=temp+1;always@(posedge clk)case(state)2'b00: begin case(temp)3'b000:led<=8'b10000000;3'b001:led<=8'b01000000;3'b010:led<=8'b00100000;3'b011:led<=8'b00010000;3'b100:led<=8'b00001000;3'b101:led<=8'b00000100;3'b110:led<=8'b00000010;3'b111:led<=8'b00000001;
圖2 顯示模式模塊 endcase end 2'b01: begin case(temp)3'b000:led<=8'b00000001;3'b001:led<=8'b00000010;3'b010:led<=8'b00000100;3'b011:led<=8'b00001000;3'b100:led<=8'b00010000;3'b101:led<=8'b00100000;3'b110:led<=8'b01000000;3'b111:led<=8'b10000000;endcase end 2'b10: begin case(temp)3'b000:led<=8'b10000001;3'b001:led<=8'b01000010;3'b010:led<=8'b00100100;3'b011:led<=8'b00011000;3'b100:led<=8'b10000001;3'b101:led<=8'b01000010;3'b110:led<=8'b00100100;3'b111:led<=8'b00011000;endcase end 2'b11: begin case(temp)3'b000:led<=8'b00011000;3'b001:led<=8'b00100100;3'b010:led<=8'b01000010;3'b011:led<=8'b10000001;3'b100:led<=8'b00011000;3'b101:led<=8'b00100100;3'b110:led<=8'b01000010;3'b111:led<=8'b10000001;endcase end endcase endmodule 2.3 顯示LED燈模塊
通過(guò)8個(gè)LED燈顯示4種顯示模式:1模式,從左到右逐個(gè)點(diǎn)亮LED;2模式,從右到左逐個(gè)點(diǎn)亮LED;3模式,從兩邊到中間逐個(gè)點(diǎn)亮LED;4模式,從中見(jiàn)到兩邊逐個(gè)點(diǎn)亮LED。生成LED燈模塊程序:
module SEG7(ms,clk,rst,seg7);input clk,rst;input [1:0]ms;output [6:0]seg7;reg[6:0]seg7;always@(posedge clk or negedge rst)if(!rst)seg7<=7'b0111111;else case(ms)2'b00:seg7<=7'b0000110;2'b01:seg7<=7'b1011011;2'b10:seg7<=7'b1001111;2'b11:seg7<=7'b1100110;endcase endmodule
圖3 顯示LED燈模塊
第三章 調(diào)試及結(jié)果
3.1頂層原理圖
原理圖如下:
圖4原理圖
根據(jù)引腳鎖定,完成實(shí)驗(yàn)箱硬件電路部分的線路連接。
再次編譯,設(shè)定好編程下載方式后,將導(dǎo)線與相應(yīng)數(shù)碼管及開(kāi)關(guān)諒解好就可以進(jìn)行硬件下載測(cè)試了。最后,將程序下載入芯片后,觀察硬件運(yùn)行結(jié)果,即數(shù)碼燈顯示情況。經(jīng)測(cè)試,所編寫(xiě)的程序完全達(dá)到了課程設(shè)計(jì)的要求,并得要了相應(yīng)的結(jié)果。
第一種顯示是從左向右逐個(gè)點(diǎn)亮LED。第二種顯示:從右向左逐個(gè)點(diǎn)亮LED。第三種顯示:從兩邊向中間逐個(gè)點(diǎn)亮LED。第四種顯示:從中間到兩邊逐個(gè)點(diǎn)亮LED。在每個(gè)顯示模式之間都有一次8位led全亮,接著全滅的顯示過(guò)程,四種顯示模式通過(guò)手動(dòng)切換,并帶有一位復(fù)位鍵控制系統(tǒng)的運(yùn)行停止。當(dāng)rst按鍵按下時(shí),led停止顯示,保持按下前的狀態(tài),如過(guò)不按rst,八位led燈四種模式通過(guò)手動(dòng)控制模式顯示。
第四章 心得體會(huì)
在這為期近一周的EDA課程設(shè)計(jì)過(guò)程中,自己受益匪淺,不僅對(duì)書(shū)本知識(shí)有了更全面更深刻的理解,還掌握了QuartusⅡ這款軟件。在以后的工作有增加了一門(mén)新技能。在整個(gè)課設(shè)過(guò)程中遇到了很多的困難,引腳的設(shè)定,頂層文件的建立,畫(huà)圖中連線的區(qū)分,都是小細(xì)節(jié),但都必須注意,否則就會(huì)影響整個(gè)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)的過(guò)程使我明白了,要想避免實(shí)驗(yàn)中走彎路,首先程序要邏輯清晰,簡(jiǎn)潔明了,避免不必要的嵌套與條用,其次要適當(dāng)?shù)亟o程序加上注解文字,提高可讀性,以方便之后的程序出錯(cuò)時(shí)進(jìn)行查找,最后充分利用仿真軟件提供的各項(xiàng)編譯工具與報(bào)錯(cuò)消息,按圖索驥,有方向的完成程序調(diào)試。網(wǎng)上搜集的一些資料也給予了我很大的幫助。
在這短短幾天的課設(shè)中,加深了我對(duì)EDA的理解,認(rèn)識(shí)。對(duì)QuartusⅡ軟件的使用更加得心應(yīng)手,在以后的學(xué)習(xí)和工作中又多了一門(mén)技能。
書(shū)本上的知識(shí)學(xué)會(huì)知識(shí)了解,必須在實(shí)踐中才能深入的掌握所學(xué)的知識(shí),要不就是紙上談兵,不論說(shuō)的多么華麗,只有在實(shí)踐中才能體現(xiàn)知識(shí)的價(jià)值,也才能考研一個(gè)人的真正能力。
這次EDA課設(shè)對(duì)我受益匪淺,謝謝在設(shè)計(jì)中幫助過(guò)我的老師和同學(xué),團(tuán)結(jié)就是力量。
第五篇:合肥工業(yè)大學(xué)EDA課程總結(jié)報(bào)告
EDA課程總結(jié)報(bào)告
一、EDA技術(shù)簡(jiǎn)介 1.EDA技術(shù)的概念
EDA即Electronic Design Automation的縮寫(xiě),直譯為:電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化 EDA技術(shù)有狹義和廣義之分,狹義EDA技術(shù)就是以大規(guī)模可編程邏輯器件為設(shè)計(jì)載體,以硬件描述語(yǔ)言為系統(tǒng)邏輯描述的主要表達(dá)方式,以計(jì)算機(jī)、大規(guī)模可編程邏輯器件的開(kāi)發(fā)軟件及實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)為設(shè)計(jì)工具,通過(guò)有關(guān)的開(kāi)發(fā)軟件,自動(dòng)完成用軟件的方式設(shè)計(jì)的電子系統(tǒng)到硬件系統(tǒng)的邏輯編譯、邏輯化簡(jiǎn)、邏輯分割、邏輯綜合及優(yōu)化、邏輯布局布線、邏輯仿真,直至完成對(duì)于特定目標(biāo)芯片的適配編譯、邏輯映射、編程下載等工作,最終形成集成電子系統(tǒng)或?qū)S眉尚酒囊婚T(mén)新技術(shù),或稱為IES/ASIC自動(dòng)設(shè)計(jì)技術(shù)。
2.EDA技術(shù)的目的和意義
EDA技術(shù)以規(guī)模巨大的可編程邏輯器件(PLD)作為進(jìn)行電子設(shè)計(jì)的載體,硬件描述語(yǔ)言(HDL)作為系統(tǒng)邏輯描述的一種主要 表達(dá)方式,通過(guò)它來(lái)完成對(duì)系統(tǒng)邏輯的描述,再依托具有強(qiáng)大功能的計(jì)算機(jī),通過(guò)運(yùn)用與 EDA 技術(shù)相應(yīng)的工具軟件,完成電子系統(tǒng)的 自動(dòng)化設(shè)計(jì)。這種技術(shù)的應(yīng)用使設(shè)計(jì)人員得以 高效快速地完成設(shè)計(jì)任務(wù),使設(shè)計(jì)所用周期時(shí)間得以縮短,減少了設(shè)計(jì)所需的投入成本。20 世紀(jì)70年代由于計(jì)算機(jī)及集成電路的急劇發(fā)展,使電子技術(shù)受到劇烈的沖擊,其更新?lián)Q代的周期不斷縮減,而專用的集成電路卻不斷提升其設(shè)計(jì)難度,致使兩者之間的矛盾逐漸擴(kuò)大,這就使得電子技術(shù)要不斷地更新,從而滿足電子產(chǎn)品生產(chǎn)的需要,經(jīng)過(guò)近幾十年的發(fā)展,電子設(shè)計(jì)技術(shù)大致經(jīng)歷了三個(gè)主要的發(fā)展階段,從初期的 CAD 階段到 CAE 階段再到現(xiàn)在的 EDA 階段,電子設(shè)計(jì)技術(shù)取得了飛躍性的發(fā)展。EDA技術(shù)最特別之處在于它的設(shè)計(jì)流程,與傳統(tǒng)自下而上的電子設(shè)計(jì)流程恰恰相反,EDA技術(shù)選擇使用自上而下的設(shè)計(jì)流程,它從電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的整體出發(fā),在進(jìn)行設(shè)計(jì)之前就將系統(tǒng)中各部分之間的結(jié)構(gòu)規(guī)劃好,在對(duì)方框圖進(jìn)行劃分時(shí)完成相關(guān)的仿真和糾錯(cuò)工作,使用 HDL 對(duì)高層次邏輯進(jìn)行描述,并運(yùn)用綜合優(yōu)化方法完成所有有關(guān)工作,然后通過(guò)使用 EDA 技術(shù),可以幫助用戶實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)中任意一項(xiàng)硬件功能進(jìn)行系統(tǒng)描述,最后再利用現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)或復(fù)雜可編程邏輯器 件(CPLD)來(lái)實(shí)現(xiàn)電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的結(jié)果。這種先進(jìn)的電子技術(shù)有效地解決了傳統(tǒng)電子設(shè)計(jì)技術(shù)的弊端,減少了實(shí)際應(yīng)用中出現(xiàn)故障的幾率,從而使設(shè)計(jì)效率得以大幅度提升。
二、EDA技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
EDA 技術(shù)發(fā)展迅猛, 逐漸在教學(xué)、科研、產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造等各方面都發(fā)揮著巨大的作用。
在教學(xué)方面: 幾乎所有理工科(特別是電子信息)類的高校都開(kāi)設(shè)了EDA 課程。主要是讓學(xué)生了解EDA 的基本原理和基本概念、掌握用VHDL 描述系統(tǒng)邏輯的方法、使用EDA 工具進(jìn)行電子電路課程的模擬仿真實(shí)驗(yàn)。如實(shí)驗(yàn)教學(xué)、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)競(jìng)賽等均可借助CPLD/ FPGA 器件, 使實(shí)驗(yàn)設(shè)備或設(shè)計(jì)出的電子系統(tǒng)具有高可靠性, 又經(jīng)濟(jì)、快速、容易實(shí)現(xiàn)、修改便利, 同時(shí)可大大提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力和計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力。
在科研方面: 主要利用電路仿真工具進(jìn)行電路設(shè)計(jì)與仿真;利用虛擬儀器進(jìn)行產(chǎn)品調(diào)試;將CPLD/ FPGA 器件的開(kāi)發(fā)應(yīng)用到儀器設(shè)備中, CPLD/ FPGA 可直接應(yīng)用于小批量產(chǎn)品的芯片或作為大批量產(chǎn)品的芯片前期開(kāi)發(fā)。傳統(tǒng)機(jī)電產(chǎn)品的升級(jí)換代和技術(shù)改造, CPLD/ FPGA 的應(yīng)用可提高傳統(tǒng)產(chǎn)品的性能, 縮小體積, 提高技術(shù)含量和產(chǎn)品的附加值。作為高等院校有關(guān)專業(yè)的學(xué)生和廣大的電子工程師了解和掌握這一先進(jìn)技術(shù)是勢(shì)在必行, 這不僅是提高設(shè)計(jì)效率的需要, 更是時(shí)代發(fā)展的需求, 只有掌握了EDA 技術(shù)才有能力參與世界電子工業(yè)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng), 才能生存與發(fā)展。隨著科技的進(jìn)步, 電子產(chǎn)品的更新日新月異, EDA 技術(shù)作為電子產(chǎn)品開(kāi)發(fā)研制的源動(dòng)力, 已成為現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)的核心。所以發(fā)展EDA 技術(shù)將是電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域和電子產(chǎn)業(yè)界的一場(chǎng)重大的技術(shù)革命, 同時(shí)也對(duì)電類課程的教學(xué)和科研提出了更深更高的要求。
在產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造方面: 從高性能的微處理器、數(shù)字信號(hào)處理器一直到彩電、音響和電子玩具電路等, EDA 技術(shù)不單是應(yīng)用于前期的計(jì)算機(jī)模擬仿真、產(chǎn)品調(diào)試, 而且也在PCB 的制作、電子設(shè)備的研制與生產(chǎn)、電路板的焊接、制作過(guò)程等有重要作用。可以說(shuō)EDA 技術(shù)已經(jīng)成為電子工業(yè)領(lǐng)域不可缺少的技術(shù)支持。
進(jìn)入21 世紀(jì)后,電子技術(shù)全方位納入EDA 領(lǐng)域,EDA使得電子領(lǐng)域各學(xué)科的界限更加模糊,更加互為包容,突出表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面: 使電子設(shè)計(jì)成果以自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的方式得以明確表達(dá)和確認(rèn)成為可能;基于EDA 工具的ASIC 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)單元已涵蓋大規(guī)模電子系統(tǒng)及IP 核模塊;軟硬件IP 核在電子行業(yè)的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域、技術(shù)領(lǐng)域和設(shè)計(jì)應(yīng)用領(lǐng)域得到進(jìn)一步確認(rèn);SOC(System-on-Chip)高效低成本設(shè)計(jì)技術(shù)的成熟。隨著半導(dǎo)體技術(shù)、集成技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展, 電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)手段都發(fā)生了很大的變化。
傳統(tǒng)的固定功能集成塊加連線的設(shè)計(jì)方法正逐步地退出歷史舞臺(tái), 而基于芯片的設(shè)計(jì)方法正成為現(xiàn)代電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主流。
三、器件的封裝
常用的各種電路元器件以及IC芯片采用的封裝形式:
元件名稱
元件符號(hào)
封裝屬性
電阻 RES1-RES4 AXIAL系列 從AXIAL-0.3到AXIAL-1.0,后綴數(shù)字代表兩焊盤(pán)的間距,單位為Kmil.瓷片電容 RAD0.1-RAD0.3。其中0.1-0.3指電容大小,一般用RAD0.1 電解電容: RB.1/.2-RB.4/.8 其中.1/.2-.4/.8指電容大小。一般<100uF 用RB.1/.2,100uF-470uF用RB.2/.4,>470uF用RB.3/.6 電位器 POT1和POT2 VR-1到VR-5.普通二極管 DIODE DIODE0.4和DIODE 0.7 肖特基二極管 DIODE SCHOTTKY DIODE0.4和DIODE 0.7 隧道二極管 DUIDE TUNNEL DIODE0.4和DIODE 0.7 變?nèi)荻O管 DIODE VARCTOR DIODE0.4和DIODE 0.7 穩(wěn)壓二極管 ZENER1~3 DIODE0.4和DIODE 0.7 發(fā)光二極管 RB.1/.2 三極管 NPN,NPN1,PNP,PNP1 TO18、TO-92A(普通三極管)TO-220(大功率三極管)TO3(大功率達(dá)林頓管)
N溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管 JFET N TO18 P溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管 JFET P TO18 N溝道增強(qiáng)型管 MOSFET N TO18 P溝道增強(qiáng)型管 MOSFET P TO18 整流橋 BRIDGE1和BRIDGE2 D系列,如D-44,D-37,D-46等。單排多針插座 CON CON系列,從CON1到CON60,引腳封裝形式為SIP系列,從SIP-2到SIP-20。
.雙列直插元件
根據(jù)功能的不同而不同
DIP系列。
串并口類原理圖 DB DB系列,引腳封裝形式為DB和MD系列 電源穩(wěn)壓塊78系列 7805,7812 TO-126和TO-126 電源穩(wěn)壓塊79系列 7905,7912 TO-126和TO-126
四、PCB板布線
PCB板布線對(duì)電路的影響:
1.我們要注意貼片器件(電阻電容)與芯片和其余器件的最小距離芯片:一般我們定義分立器件和IC芯片的距離0.5~0.7mm,特殊的地方可能因?yàn)閵A具配置的不同而改變
2.對(duì)于分立直插的器件
一般的電阻如果為分立直插的比貼片的距離略大一般在1~3mm之間。注意保持足夠的間距(因?yàn)榧庸さ穆闊灾辈宓幕静粫?huì)用)
3.對(duì)于IC的去耦電容的擺放
每個(gè)IC的電源端口附近都需要擺放去耦電容,且位置盡可能靠近IC的電源口,當(dāng)一個(gè)芯片有多個(gè)電源口的時(shí)候,每個(gè)口都要布置去耦電容。
4.在邊沿附近的分立器件
由于一般都是用拼板來(lái)做PCB,因此在邊沿附近的器件需要符合兩個(gè)條件,第一就是與切割方向平行(使器件的應(yīng)力均勻),第二就是在一定距離之內(nèi)不能布置器件(防止板子切割的時(shí)候損壞元器件)5.如果相鄰的焊盤(pán)需要相連,首先確認(rèn)在外面進(jìn)行連接,防止連成一團(tuán)造成橋接,同時(shí)注意此時(shí)的銅線的寬度。
6.焊盤(pán)如果在鋪通區(qū)域內(nèi)需要考慮熱焊盤(pán)(必須能夠承載足夠的電流),如果引線比直插器件的焊盤(pán)小的話需要加淚滴(角度小于45度),同樣適用于直插連接器的引腳。
7.元件焊盤(pán)兩邊的引線寬度要一致,如果時(shí)間焊盤(pán)和電極大小有差距,要注意是否會(huì)出現(xiàn)短路的現(xiàn)象,最后要注意保留未使用引腳的焊盤(pán),并且正確接地或者接電源。
8.注意通孔最好不要打在焊盤(pán)上。
9.另外就是要注意的是引線不能和板邊過(guò)近,也不允許在板邊鋪銅(包括定位孔附近區(qū)域)
10.大電容:首先要考慮電容的環(huán)境溫度是否符合要求,其次要使電容盡可能的遠(yuǎn)離發(fā)熱區(qū)域
五、總結(jié)
心得感想:
在開(kāi)始上這門(mén)課時(shí),我對(duì)它有一點(diǎn)興趣,因?yàn)楫?dāng)我用自己所學(xué)的知識(shí)做出一些東西時(shí)我覺(jué)得特別開(kāi)心。通過(guò)對(duì)這門(mén)課程相關(guān)理論的學(xué)習(xí),我掌握了EDA的一些基本的的知識(shí),用自己學(xué)到的東西盡可能的去完成老師布置的實(shí)驗(yàn)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)使我更加深刻的認(rèn)識(shí)和理解了EDA。不過(guò)在做實(shí)驗(yàn)的時(shí)候帶來(lái)的不僅僅只是收獲,也會(huì)有很多的困難。例如,當(dāng)在畫(huà)實(shí)驗(yàn)原理圖的時(shí)候需要一個(gè)元件,但是怎么找都找不到這個(gè)元件。做實(shí)驗(yàn)的時(shí)候我也深刻的感覺(jué)到團(tuán)結(jié)的力量以及在老師的重要性,有很多的時(shí)候出現(xiàn)問(wèn)題了不要自己硬抗著,而是應(yīng)該多問(wèn)問(wèn)身邊的人,多問(wèn)問(wèn)老師,因?yàn)槔蠋煹闹笇?dǎo)會(huì)使你的問(wèn)題馬上得以解決而且你也會(huì)理解,當(dāng)下次出現(xiàn)同樣的錯(cuò)誤時(shí),你會(huì)很快的解決。
對(duì)這門(mén)課程的最大收獲除了學(xué)習(xí)到了知識(shí)以外,更重要的是讓我明白了一個(gè)道理:只要全身心的投入到一件事中,并且要有持之以恒的決心,就一定會(huì)有收獲。有的人覺(jué)得自己做不出來(lái),就網(wǎng)上搜一個(gè)了事,但是,放棄一次黑暗中摸索的經(jīng)歷,就放棄了一次成長(zhǎng)的機(jī)會(huì)!如果你付出了,沒(méi)有收獲。那只能說(shuō),是付出的還不夠多。
在學(xué)習(xí)這門(mén)課的時(shí)候我覺(jué)得實(shí)驗(yàn)真的很重要,而且只有經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)我們才能更好的掌握所學(xué)的理論知識(shí),才能更好的應(yīng)用它們。