《数字系统设计》期末复习资料

《数字系统设计》期末复习资料一、缩略词：EDAElectronicDesignAutomation电子设计自动化VHDLVery-High-SpeedIntegratedCircuitHardwareDescriptionLanguage)超高速集成电路硬件描述语言FPGAField－ProgrammableGateArray现场可编程门阵列CPLDComplexProgrammableLogicDevice复杂可编程逻辑器件PLDProgrammableLogicDevice可编程逻辑器件GALgenericarraylogic通用阵列逻辑ASICApplicationSpecificIntegratedCircuits专用集成电路LABLogicArrayBlock逻辑阵列块CLBConfigurableLogicBlock可配置逻辑模块JTAT联合行动测试组BST边界扫描测试SOPCSystem-on-a-Programmable-Chip可编程片上系统IPIntellectualProperty知识产权FSM（FiniteStatesMachine）有限状态机二、章节知识点第一章：1、EDA技术概念、发展、主要内容概念：EDA技术是一种以计算机为工作台，以EDA软件工具为开发环境，以硬件描述语言和电路图描述为设计入口，以可编程逻辑器件为实验载体，以ASIC、SOC、和SOPC嵌入式系统为设计目标，以数字系统设计为应用方向的电子产品自动化设计技术。发展：EDA随着计算机、集成电路、电子系统设计的发展，经历了计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助工程设计（CAE）和电子设计自动化（EDA）三个发展阶段。主要内容：EDA技术主要内容包括四个方面：①硬件描述语言；②大规模可编程逻辑器件；③软件开发工具；④实验开发系统。2、EDA技术的两种设计思路——电路级和系统级，区别与特点；p7、p8EDA设计开发流程==设计输入、综合、适配、时序仿真与功能仿真、编程下载第二章：1、可编程逻辑器件的分类（1）按集成度分：简单PLD、复杂PLD（2）按编程结构分：乘积项结构PLD、查找表机构PLD（3）按互连结构分：确定型PLD、统计型PLD（4）按编程工艺分：熔丝型PLD、反熔丝型PLD、EPROM型PLD、E2PROM型PLD、SPAM型PLD2、CPLD和FPGA的各自结构与原理（1）CPLD的基本结构看成由可编程逻辑阵列（LAB）、可编程I/O控制模块和可编程内部连线（PIA）等三部分组成。（2）FPGA的结构可由可编程逻辑块（CLB）、可编程输入输出模块（IOB）、可编程连线资源（PIR）组成。3、边界扫描技术的特点；第三章：1、VHDL程序组成一个完整的VHDL程序通常包括实体、结构体、配置、程序包、库五个部分。2、实体、结构体、库、程序包、配置的涵义实体用于描述该设计实体与外界的接口信号；结构体描述设计实体的内部结构和外部设计实体端口间的逻辑关系；配置用于从库中选择所需单元来组成系统设计的不同版本。程序包存放各设计模块都能共享的数据类型，常数和子程序等；库存放已经编译的实体、结构体、程序包和配置。3、VHDL文字规则（1）数字型文字（2）字符串型文字（3）标识符（4）下标名及下标段名4、三种数据对象特点与区别（1）常量：常量的定义可以在实体、结构体、程序包、块、进程和子程序中（2）变量：变量为局部量，常用来存储中间数据，以便实现程序的算法。它只能在进程语句、函数语句和过程语句的结构中使用。变量的赋值是一种理想化的数据传输，即赋值是立即生效的，不存在任何延时的行为。（3）信号：信号是全局量，通常在结构体、程序包和实体说明中使用。信号必须定义后才能使用。5、VHDL数据类型（1）VHDL的预定义数据类型（2）IEEE预定义标准逻辑为与矢量（3）其他预定义标准数据类型（4）用户自定义数据类型方式（5）类型转换第四章：1、顺序、并行语句的特点，VHDL中哪些是顺序语句，哪些是并行语句顺序语句：每一条顺序语句的执行顺序与它们的书写顺序基本一致。包括赋值语句、转向控制语句、WAIT语句、子程序调用语句、放回语句、断言语句、PEPORT语句、NULL语句。并行语句：并行语句具有多种语句格式，各种并行语句在结构体中的执行是并行运行的，其执行方式与书写的顺序无关。包括并行信号赋值语句、进程语句、块语句、并行过程调用语句、元件例化语句、生成语句。2、赋值、IF、CASE、LOOP、WAIT语句的结构与使用规范；例4.3——4.73、子程序与函数调用；函数调用与过程调用是十分相似的，不同之处是，调用函数将返还一个指定数据类型的值，函数的参量只能是输入值。4、重载的意义：这种函数为不同数据类型间的运算带来极大的方便，在程序包STD_LOGIC_UNSIGNED中预定义了运算符重载函数，这些函数对不同数据类型间的操作数运算做了定义。5、进程语句、块语句、元件例化语句、生成语句的应用进程语句：块语句：改善并行语句及其结构的可读性。第六章：组合逻辑电路设计——基于数据流（真值表）和行为（逻辑函数表达式）的VHDL描述，教材P148-149，例6.1、6.2；3-8译码器，教材P154-155，例6.6；数据选择器，例6.7；加法器，例6.9、6.10；时序逻辑电路设计——时钟信号和复位信号；D、JK触发器；寄存器，例6.19移位寄存器，例6.20计数器，例6.22有限状态机——FSM两种类型和分类依据。（Moore型和Mealy型）VHDL设计，Moore型，例6.24Mealy型，例6.26课后习题：教材P188，6.11考试题型说明：选择、简答、程序填空、程序改错、程序设计等。