EDA论文

1EDA技术应用总结报告基于EDA技术的电子抢答器设计与实现院（系、部）：信息工程学院姓名：班级：指导教师签名：年月日2目录1.EDA技术的发展与应用................................................................................................................31.1EDA概述..............................................................................................................................31.2EDA技术的发展历程..........................................................................................................31.3EDA的发展方向..................................................................................................................41.4EDA技术的应用..................................................................................................................51.4.1EDA技术在工程上的应用.....................................................................................51.4.2EDA技术在教学上的应用.....................................................................................62.电子抢答器的EDA设计与实现...................................................................................................62.1电子抢答器的功能...........................................................................................................62.1.1第一抢答信号的鉴别和锁存...............................................................................62.1.2计时功能...............................................................................................................62.1.3计分功能...............................................................................................................72.1.4犯规设置................................................................................................................72.2电子抢答器的结构原理...................................................................................................72.2.1电子抢答器的整体结构........................................................................................72.2.2鉴别与锁存模块设计............................................................................................82.2.3电子抢答器定时与犯规模块设计........................................................................82.2.4计分模块的设计.................................................................................................103.电子抢答器的EDA设计与实现特点.........................................................................................114.总结............................................................................................................................................125.参考文献.....................................................................................................................................1331.EDA技术的发展与应用1.1EDA概述EDA技术，近十年来随着微电子和计算机技术的进步及电子产品市场运作节奏的进一步加快已迈入了一个全新的阶段，其特点是通过软件方式的设计和测试，达到对既定功能的硬件系统的设计和实现。是一种以计算机为工作平台,利用计算机图形学、拓扑逻辑学、计算数学以至人工智能学等多种计算机应用学科的最新成果而开发出来的一整套软件工具；是一种帮助电子设计工程师从事电子系统设计的综合技术。它的出现极大的改变了传统的设计方法、设计过程乃至设计观念，使广大的电子设计工程师开始实现“概念驱动工程”的梦想。设计师们摆脱了大量的辅助设计工作，而把精力集中于创造性的方案与概念构思上，用新的思路来发掘硬件设备的潜力，从而极大地提高了设计效率，缩短了产品的研制周期。EDA是电子设计自动化（ElectronicDesignAutomation）缩写，是90年代初从CAD（计算机辅助设计）、CAM（计算机辅助制造）、CAT（计算机辅助测试）和CAE（计算机辅助工程）的概念发展而来的。EDA技术是以计算机为工具，根据硬件描述语言HD（HardwareDescriptionlanguage）完成的设计文件，自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合及优化、布局布线、仿真以及对于特定目标芯片的适配编译和编程下载等工作。典型的EDA工具中必须包含两个特殊的软件包，即综合器和适配器。综合器的功能就是将设计者在EDA平台上完成的针对某个系统项目的HDL、原理图或状态图形描述，针对给定的硬件系统组件，进行编译、优化、转换和综合，最终获得我们欲实现功能的描述文件；适配器的功能是将由综合器产生的王表文件配置与指定的目标器件中，产生最终的下载文件，如JED文件。适配所选定的目标器件（FPGA/CPLD芯片）必须属于在综合器中已指定的目标器件系列。1.2EDA技术的发展历程EDA技术是现代电子设计技术的核心，就是依赖功能强大的计算机，在EDA工具软件平台上，对以硬件描述语言HDL为系统逻辑描述手段完成的设计文件，自动地完成逻辑编译、逻辑化简、逻辑分割、逻辑综合、结构综合(布局布线)，以及逻辑优化和仿真测试，直至实现既定的电子线路系统功能。EDA技术使得设计者的工作仅限于利用软件的方式，即利4用硬件描述语言和EDA软件来完成对系统硬件功能的实现。因此，EDA技术为现代电子理论和设计的表达与实现提供了可能性。在过去近30年的电子技术的发展历程，可大致将EDA技术的发展分为三个阶段：第一阶段20世纪70年代，集成电路制作方面,MOS工艺已得到广泛的应用。可编程逻辑技术及其器件已经问世，计算机作为一种运算工具已在科研领域得到广泛的应用。而在后期，CAD的概念已见雏形。这一阶段人们开始利用计算机取代手工劳动，辅助进行集成电路版图编辑、PCB布局布线等工作。第二阶段20世纪80年代,，集成电路设计进入了CMOS(互补场效应管)时代.。复杂可编程逻辑器件已进入商业应用，相应的辅助设计软件也已投入使用。而在80年代末，出现了FPGA(F)，CAE和CAD技术的应用更为广泛，它们在PCB设计方面的原理图输入、自动布局布线及PCB分析，以及逻辑设计、逻辑仿真、布尔方程综合和化简等方面担任了重要的角色，特别是各种硬件描述语言的出现、应用和标准化方面的重大进步，为电子设计自动化必须解决的电路建模、标准文档及仿真测试奠定了基础。第三阶段进入20世纪90年代，随着硬件描述语言的标准化得到进一步的确立，计算机辅助工程、辅助分析和辅助设计在电子技术领域获得更加广泛的应用，与此同时电子技术在通信、计算机及家电产品生产中的市场需求和技术需求，极大地推动了全新的电子设计自动化技术的应用和发展。特别是集成电路设计工艺步入了超深亚微米阶段，百万门以上的大规模ASIC设计技术的应用，促进了EDA技术的形成。更为重要的是各EDA公司致力于兼容各种硬件实现方案和支持标准硬件描述语言的EDA工具软件的研究，都有效地将EDA技术推向成熟。1.3EDA的发展方向EDA技术在进入21世纪后，由于更大规模的FPGA器件的不断推出，在仿真和设计两方面支持标准硬件描述语言的功能强大的EDA软件不断更新、增加，使电子EDA技术得到了更大的发展。电子技术全方位纳入EDA领域，EDA使得电子领域各学科的界限更加模糊，更加互为包容，突出表现在以下几个方面：使电子设计成果以自主知识产权的方式得以明确表达和确认成为可能；基于EDA工具的ASIC设计标准单元已涵盖大规模电子系统及IP核模块；软硬件IP核在电子行业的产业领域、技术领域和设计应用领域得到进一步确认；soc高效低成本设计技术的成熟。随着半导体技术、集成技术和计算机技术的迅猛发展，电子系统的5设计方法和设计手段都发生了很大的变化。可以说电子EDA技术是电子设计领域的一场革命。传统的“固定功能集成块十连线”的设计方法正逐步地退出历史舞台，而基于芯片的设计方法正成为现代电子系统设计的主流。作为高等院校有关专业的学生和广大的电子工程师了解和掌握这一先进技术是势在必行，这不仅是提高设计效率的需要，更是时代发展的需求，只有掌握了EDA技术才有能力参与世界电子工业市场的竞争，才能生存与发展。随着科技的进步，电子产品的更新日新月异，EDA技术作为电子产品开发研制的源动力，已成为现代电子设计的核心。所以发展EDA技术将是电子设计领域和电子产业界的一场重大的技术革命，同时也对电类课程的教学和科研提出了更深更高的要求。特别是EDA技术在我国尚未普及，掌握和普及这一全新的技术，将对我国电子技术的发展具有深远的意义。1.4EDA技术的应用1.4.1EDA技术在工程上的应用EDA技术广泛应用于科研工作和新产品的开发中。由于该技术设计电子系统具有用软件的方式设计硬件的特点,和系统可现场编程、在线升级,整个系统可集中在一个芯片等特点,使该技术应用在科研和产品的开发中有着巨大的优势。EDA技术广泛应用于传统机电设备的升级换代和技术改造。传统机电