EDA考试复习重点难点总结.docx

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EDA考试复习重点难点总结

数字系统EDA技术复习

第一章EDA技术基础

一、EDA技术的定义：

以大规模可编程逻辑器件为设计载体，以硬件描述语言为系统逻辑描述的主要表达方式,以计算桩、大规模可编程器件的开发软件及实验开发系统为设计工具，自动完成用软件方式描述的电子系统到硬件系统的逻辑编译、逻辑化简、逻辑分割.逻辑综合及优化、布局布线、逻辑仿真，直至完成对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射、编程下载等工作，最终形成集成电子系统或专用集成芯片的一门多学科融合的新技术。

二、EDA的工程设计流程

第一章EDA技术基础

三、传统方法与EDA方法比较:

传统方法

1.从下至上

2•通用的逻辑元、器件

3.系统硬件设计的后期进行仿真和调试

4.主要设计文件是电原理图

EDA方法

1.自上至下

2.可编程逻辑器件

3•系统设计的早期进行仿真和修改

4•多种设计文件，发展趋势以HDL描述文件为主

1、设计输入子模块

用图形编辑器、文本编辑器作设计描述，完成语义正确性、语法规则的检查.

2、设计数据库子模块

系统的库单元、用户的设计描述、中间设计结果•

3、分析验证子模块

各个层次的模拟验证.设计规则的检查.故障诊断。

第一章EDA技术基础

4、综合仿真子模块

综合模块：

将电路的高级语言描述转换成低级的，可与FPGA/CPLD或构成ASIC的门阵列基本结构相映射的网表文件.仿真模块实现对所描述电路的功能.逻辑和时序等进行验证.

5、布局布线子模块

完成由逻辑设计到物理实现的映射。

第二章大规模可编程逻辑器件

CPLD和FPGA

FPGA（FieldProgrammableGatesArray）

CPLD（ComplexProgrammableLogicDevice）

FPGA：

内部互连结构由多种长度不同的连线资源组成，每次布线的延迟可不同，属统计型结构。

逻辑单元主体为由靜态存储器（SRAM）构成的函数发生器，即查找表。

通过查找表可实现逻辑函数功能。

采用SRAM工艺。

第二章大规模可编程逻辑器件

CPLD：

内部互连结构由固定长度的连线资源组成，布线的延迟确定，属确定型结构。

逻辑单元主要由“与或阵列”构成。

该结构来自于典型的PAL、GAL器件的结构。

采用EEPROM工艺。

任意一个组合逻辑都可以用“与一或”表达式来描述，所以该“与一或阵列"结构能实现大量的组合逻辑功能。

第二章大规模可编程逻辑器件

FPGA和CPLD的区另U

定义

FPGA现场可编程门阵列

CPLD

复杂可编程逻辑器件

结构

逻辑单元主体为由静态存储器（SRAM）构成的函数发生器，即查找表。

通过查找表可实现逻辑函数功能.

逻辑单元主要由“与或阵列”构成，采用EEPROM工艺。

集成度

1K-100M门

500-soooon

应用范围

FPGA逻辑能力较弱但寄存器多（100多K）,适于数据密集型系统

CPLD逻辑能力强而寄存器少（1K左右），适用于控制（逻辑）密集型系统

使用方法

需要外带ROM

第三章VHDL编程基础

实体（Emily）—结构体—

（Architecture）

进程

或其它并行结构

—、VHDL程序的基本结构：

实体（Entity）结构体（Architecture）库（Library）、程序包（Package）配辰（Configuration）

1、库和程序包

注意：

std-logic-1164,std-logic-unsigned程序包的使用

2、实体：

定义系统的输入输出端口

注意：

in、inoutxout、buffer端口的区别

3、结构体：

定义系统（或模块）的行为.元件及内部的连接关系，即描述其逻辑功能.注意：

顺序语句与并行语句的使用范围

4.配置：

从某个实体的多种结构体描述方式中选择特定的一个•

第三章VHDL编程基础

二、VHDL语言的基本要素

数据对象：

常量、变量.信号;

变量与信号赋值的差异：

1）赋值方式的不同：

变量：

=表达式；赋值没有延迟信号<=表达式；赋值有延迟

2）硬件实现的功能不同

信号代表电路单元、功能模块间的互联，代表实际硬件连线变量代表电路单元内部的操作，代表暂存的临时数据

3）有效范围的不同：

信号：

程序包、实体、结构体；全局量.

变量：

进程、子程序；局部量.

三、VHDL语言的顺序描述语句

顺序描述语句：

执行顺序与书写顺序一致，与传统软件设计

语言的特点相似。

顺序语句只能用在进程与子程序中。

可描述组合逻辑、时序逻辑。

if语句；case语句；loop语句；exit语句；子程序；return语句;nu11语句

常用的顺序描述语句：

赋值语句；

next语句；

wai咅句；

注意：

顺序语句的使用范围（只能在进程和子程序中使用）

第三章VHDL编程基础

U?

、VHDL并发语句（Concurrent）

常用的并发描述语句有：

进程（process）语句、

块（block）语句、

并行信号赋值（简单信号赋值、条件信号賦值、选择信号賦值）

并行过程调用语句、

元件例化语句、

生成语句°

注意：

并发语句的使用范围（不能在进程或子程序中使用）

五、基本逻辑电路的设计

编码器、译码器.加法器.多路选择器、触发器、寄存器、计数器、分频器、串并转换电路.奇偶校验电路、序列信号发生器等。

六、状态机的设计

第四章开发环境

QuartusII软件的设计过程主要包括：

1创建项目

2输入设计电路（*・vhd,*・gdf）

3编译综合

4仿真

5增加约束条件（如引脚分配等）

6编译综合

7编程下载（*・sof）

•掌握testbench的写法：

时钟信号.复位信号、使能信号

第五章实验

四个实验的目的是让同学们掌握quartusll的开发环境和开发流程，熟悉开发板的使用，能够独立的完成一个较复杂的系统设计，并具有一定的软硬件调试能力O

十进制计数器的设计.

7段译码电路的设计、

处理器的测试原理.

NiosII流水灯的设计步骤（硬件和软件配置步骤）