EDA流水灯设计1Word文件下载.docx

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2012年11月9日

设计要求

1.从两边往中间逐个亮；

全灭；

2从中间往两头逐个亮；

3循环执行上诉过程。

设计内容

随着大规模集成电路技术和EDA技术的迅速发展，使得数字系统的硬件设计如同软件设计那样方便快捷，而VerilogHDL是当前应用最广泛的并成为IEEE标准的一种硬件描述语言。

VerilogHDL是在C语言的基础上演化而来，具有结构清晰、文法简明、功能强大、高速模拟和多库支持等优点。

此次课程设计通过使用VerilogHDL硬件描述语言设计了一流水灯，状态机部分采用双过程描述：

一个用于实现状态转移，另一个用于藏身处逻辑，使整个设计结构清晰，便于修改。

并能在在QuartusII进行仿真测试，得出出仿真结果。

EDA简介

20世纪90年代，国际上电子和计算机技术较先进的国家，一直在积极探索新的电子电路设计方法，并在设计方法、工具等方面进行了彻底的变革，取得了巨大成功。

在电子技术设计领域，可编程逻辑器件（如CPLD、FPGA）的应用，已得到广泛的普及，这些器件为数字系统的设计带来了极大的灵活性。

这些器件可以通过软件编程而对其硬件结构和工作方式进行重构，从而使得硬件的设计可以如同软件设计那样方便快捷。

这一切极大地改变了传统的数字系统设计方法、设计过程和设计观念，促进了EDA技术的迅速发展。

EDA技术就是以计算机为工具，设计者在EDA软件平台上，用硬件描述语言VHDL完成设计文件，然后由计算机自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局、布线和仿真，直至对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作。

EDA技术的出现，极大地提高了电路设计的效率和可操作性，减轻了设计者的劳动强度。

　　EDA技术是指以计算机为工作平台，融合了应用电子技术、计算机技术、信息处理及智能化技术的最新成果，进行电子产品的自动设计。

　　利用EDA工具，电子设计师可以从概念、算法、协议等开始设计电子系统，大量工作可以通过计算机完成，并可以将电子产品从电路设计、性能分析到设计出IC版图或PCB版图的整个过程的计算机上自动处理完成。

　现在对EDA的概念或范畴用得很宽。

包括在机械、电子、通信、航空航天、化工、矿产、生物、医学、军事等各个领域，都有EDA的应用。

目前EDA技术已在各大公司、企事业单位和科研教学部门广泛使用。

例如在飞机制造过程中，从设计、性能测试及特性分析直到飞行模拟，都可能涉及到EDA技术。

本文所指的EDA技术，主要针对电子电路设计、PCB设计和IC设计。

VerilogHDL简介

VerilogHDL是一种硬件描述语言（HDL:

HardwareDiscriptionLanguage），是一种以文本形式来描述数字系统硬件的结构和行为的语言，用它可以表示逻辑电路图、逻辑表达式，还可以表示数字逻辑系统所完成的逻辑功能。

VerilogHDL就是在用途最广泛的C语言的基础上发展起来的一种硬件描述语言，它是由GDA（GatewayDesignAutomation）公司的PhilMoorby在1983年末首创的，最初只设计了一个仿真与验证工具，之后又陆续开发了相关的故障模拟与时序分析工具。

1985年Moorby推出它的第三个商用仿真器Verilog-XL,获得了巨大的成功，从而使得VerilogHDL迅速得到推广应用。

1989年CADENCE公司收购了GDA公司，使得VerilogHDL成为了该公司的独家专利。

1990年CADENCE公司公开发表了VerilogHDL,并成立LVI组织以促进VerilogHDL成为IEEE标准，即IEEEStandard1364-1995.

VerilogHDL的最大特点就是易学易用，如果有C语言的编程经验，可以在一个较短的时间内很快的学习和掌握，因而可以把VerilogHDL内容安排在与ASIC设计等相关课程内部进行讲授，由于HDL语言本身是专门面向硬件与系统设计的，这样的安排可以使学习者同时获得设计实际电路的经验。

与之相比，VHDL的学习要困难一些。

但VerilogHDL较自由的语法，也容易造成初学者犯一些错误，这一点要注意。

QuartusII简介

QuartusII是Altera公司的综合性PLD/FPGA开发软件，支持原理图、VHDL、VerilogHDL以及AHDL（AlteraHardwareDescriptionLanguage）等多种设计输入形式，内嵌自有的综合器以及仿真器，可以完成从设计输入到硬件配置的完整PLD设计流程。

　　QuartusII可以在XP、Linux以及Unix上使用，除了可以使用Tcl脚本完成设计流程外，提供了完善的用户图

QuartusII图标形界面设计方式。

具有运行速度快，界面统一，功能集中，易学易用等特点。

　　QuartusII支持Altera的IP核，包含了LPM/MegaFunction宏功能模块库，使用户可以充分利用成熟的模块，简化了设计的复杂性、加快了设计速度。

对第三方EDA工具的良好支持也使用户可以在设计流程的各个阶段使用熟悉的第三方EDA工具。

　　此外，QuartusII通过和DSPBuilder工具与Matlab/Simulink相结合，可以方便地实现各种DSP应用系统；

支持Altera的片上可编程系统（SOPC）开发，集系统级设计、嵌入式软件开发、可编程逻辑设计于一体，是一种综合性的开发平台。

　　MaxplusII作为Altera的上一代PLD设计软件，由于其出色的易用性而得到了广泛的应用。

目前Altera已经停止了对MaxplusII的更新支持，QuartusII与之相比不仅仅是支持器件类型的丰富和图形界面的改变。

Altera在QuartusII中包含了许多诸如SignalTapII、ChipEditor和RTLViewer的设计辅助工具，集成了SOPC和HardCopy设计流程，并且继承了MaxplusII友好的图形界面及简便的使用方法。

　　AlteraQuartusII作为一种可编程逻辑的设计环境,由于其强大的设计能力和直观易用的接口，越来越受到数字系统设计者的欢迎。

设计程序

modulelight（clk,l0,l1,l2,l3,l4,l5,l6,l7）;

inputclk;

outputregl0,l1,l2,l3,l4,l5,l6,l7;

reg[3:

0]shu;

always@（posedgeclk）

beginif（shu==15）shu<

=0;

elseshu<

=shu+1;

case（shu）

4'

b0000:

beginl0=1;

l1=0;

l2=0;

l3=0;

l4=0;

l5=0;

l6=0;

l7=0;

end

b0001:

beginl0=0;

l1=1;

end

b0010:

l2=1;

b0011:

l3=1;

b0100:

l4=1;

b0101:

l5=1;

b0110:

l6=1;

b0111:

l7=1;

b1000:

b1001:

b1010:

b1011:

b1100:

b1101:

b1110:

b1111:

endcase

end

endmodule

RTL级综合结果

功能仿真菜单截图

仿真波形图

参考文献

1.WilliamStallings.计算机组织与结构[M].高等教育出版社,2001年8月

2.曾繁泰,陈美金.VHDL程序设计[M].清华大学出版社,2001

3.潘松.VHDL实用教程[M].电子科技大学出版社,2000

东华理工大学长江学院

课程设计评分表

学生姓名：

黄玉涛班级：

093252学号：

09325209

EDA流水灯设计

项目内容

满分

实评

选

题

能结合所学课程知识、有一定的能力训练。

符合选题要求

（5人一题）

10

工作量适中，难易度合理

能

力

水

平

能熟练应用所学知识，有一定查阅文献及运用文献资料能力

理论依据充分，数据准确，公式推导正确

能应用计算机软件进行调试、资料搜集录入、加工、排版、制图等

能体现创造性思维，或有独特见解

成

果

质

量

总体设计正确、合理，各项技术指标符合要求。

说明书综述简练完整，概念清楚、立论正确、技术用语准确、结论严谨合理；

分析处理科学、条理分明、语言流畅、结构严谨、版面清晰

设计说明书栏目齐全、合理，符号统一、编号齐全。

　格式、绘图、表格、插图等规范准确，符合国家标准

有一定篇幅，字符数不少于1000

总分

100

指导教师评语：

指导教师签名：

年月日

设计要求………………………………1

设计内容………………………………1

EDA简介………………………………1

VerilogHDL简介……………………3

QuartusII简介……………………4

设计程序……………………………6

RTL级综合结果……………………8

功能仿真菜单截图……………………9

仿真波形图……………………………10

参考文献………………………………11