BCD-七段译码器设计

第三步： 将以上的设计输入编译成标准的VHDL文件。
第四步：利用综合器对VHDL源代码进行综合优化处理，生成门级描述的网表文件,这是将高层次描述转化为硬件电路的关键步骤。
第五步：利用适配器将综合后的网表文件针对某一具体的目标器件进行逻辑映射操作，包括底层器件配置、逻辑分割、逻辑优化和布局布线。适配完成后，产生多项设计结果：①适配报告，包括芯片内部资源利用情况，设计的布尔方程描述情况等；②适配后的仿真模型；③器件编程文件。根据适配后的仿真模型，可以进行适配后的时序仿真，因为已经得到器件的实际硬件特性（如时延特性），所以仿真结果能比较精确地预期未来芯片的实际性能。
1.2.1 EDA设计技术的
回顾近30年电子设计技术的发展历程，可将EDA技术分为三个阶段。七十年代为CAD阶段，这一阶段人们开始用计算机辅助进行IC版图编辑和PCB布局布 线，取代了手工操作，产生了计算机辅助设计的概念。八十年代为C了电路功能设 计和结构设计，并且通过电气连接网络表将两者结合在一起，以实现工程设计，这就是计算机辅助 工程的概念。CAE的主要功能是：原理图输入，逻辑仿真，电路分析，自动布局布线，PCB后分 析。九十年代为ESDA阶段。尽管CAD/CAE技术取得了巨大的成功，但并没有把人从繁重的 设计工作中彻底解放出来。在整个设计过程中，自动化和智能化程度还不高，各种EDA软件界面千 差万别，学习使用困难，并且互不兼容，直接影响到设计环节间的衔接。基于以上不足，人们开始 追求贯彻整个设计过程的自动化，这就是ESDA即电子系统设计自动化。
2.2 VHDL
一般来说，一个完整的VHDL程序包括5个部分，分别是库、程序包、实体、结构体和配置，它们之间的结构关系如图2-1所示。
图2-1VHDL程序的结构组成
2.3 VHDL的特点
PLD与一般数字芯片不同的是：PLD内部的数字电路可以在出厂后才规划决定，有些类型的PLD也允许在规划决定后再次进行变更、改变，而一般数字芯片在出厂前就已经决定其内部电路，无法在出厂后再次改变，事实上一般的模拟芯片、混讯芯片也都一样，都是在出厂后就无法再对其内部电路进行调修。
1.2
EDA（Electronic Design Automation）即电子设计自动化，它的定义是指利用计算机来完成电子系统的设计。EDA技术就是以计算机硬件和系统软件为操作平台，借鉴前人的电路和系统、数据库管理、图形学、图论和拓扑逻辑、编译原理、计算数学、人工智能和微电子学集成电路设计等领域中的最新科技成果而研制开发的商品化DEA通用支撑软件和应用软件包，目的是帮助设计人员在计算机上完成数字系统的逻辑综合、布局布线、设计仿真和印制电路板设计等工作。
EDA是电子设计自动化（Electronic Design Automation）的缩写，在20世纪90年代初从计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助测试（CAT）和计算机辅助工程（CAE）的概念发展而来的。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靠性，减轻了设计者的劳动强度。
1.2.2 EDA设计技术的基本特征
ESDA代表了当今电子设计技术的最新发展方向，它的基本特征是：设计人员按照"自顶向下"的设计方法，对整个系统进行方案设计和功能划分，系统的关键电路用一片或几片专用集成 电路（ASIC）实现，然后采用硬件描述语言（HDL）完成系统行为级设计，最后通过综合器和适配器生成最终的目标器件。这样的设计方法被称为高层次的电子设计方法，具体流程还将在4.2节中做深入介绍。下面介绍与ESDA基本特征有关的几个概念。
关键字：EDA技术，电子设计自动化， MAX+PLUSII， VHDL语言
Abstract
The human society entered to the highly developed informationization society, information society's development cannot leave the electronic products the progress. The modern electronic products while the performance enhances which, the order of complexity increases, the price has actually assumed the declining trend, moreover the product renewal's step is also getting quicker and quicker, realizes this kind of progressive primary cause is the manufacturing technology and the electron design technique development. The former take the tiny process technology as representative, at present progressed to the deep submicron stage, may integrate the many transistors on several square centimeters chips; The latter's core is EDA the technology. EDA is refers to take the computer as the working platform, fused the electronic CAD general software package which using the electronic technology, the computer technology, the intellectualized technology newest achievement develops, mainly can assist carries on three aspects the project works: IC design, electronic circuit design as well as PCB design. Does not have the EDA technology support, the wish to complete the above ultra large scale integrated circuit's design manufacture is cannot imagine, in turn, the manufacturing technology will progress unceasingly will certainly to set the new request to the EDA technology. This design is designs BCD- the decoder, inputs 7 through 4 to lose demonstrates 0~9 these 10 digit. Using the MAX+PLUSII software, applies the VHDL language programming, realizes the above function.
摘 要
人类社会已进入到高度发达的信息化社会，信息社会的发展离不开电子产品的进步。现代电子产品在性能提高、复杂度增大的同时，价格却一直呈下降趋势，而且产品更新换代的步伐也越来越快，实现这种进步的主要原因就是生产制造技术和电子设计技术的发展。前者以微细加工技术为代表，目前已进展到深亚微米阶段，可以在几平方厘米的芯片上集成数千万个晶体管；后者的核心就是EDA技术。EDA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、智能化技术最新成果而研制成的电子CAD通用软件包，主要能辅助进行三方面的设计工作：IC设计,电子电路设计以及PCB设计。没有EDA技术的支持，想要完成上述超大规模集成电路的设计制造是不可想象的，反过来，生产制造技术的不断进步又必将对EDA技术提出新的要求。此设计是设计一个BCD-七段译码器，通过4个输入7个输出来显示0~9这10个数字。应用MAX+PLUSII软件，应用VHDL语言编程，实现上述功能。
1.2.3 EDA设计技术的
EDA技术的每一次进步,都引起了设计层次上的一个飞跃。 ---- 物理级设计主要指IC版图设计，一般由半导体厂家完成，对电子工程师并没有太大的 意义，因此本文重点介绍电路级设计和系统级设计。
(1).电路级设计 ----电子工程师接受系统设计任务后，首先确定设计方案，同时要选择能实现该方案的合适 元器件，然后根据具体的元器件设计电路原理图。
VHDL主要用于描述数字系统的结构，行为，功能和接口。除了含有许多具有硬件特征的语句外，VHDL的语言形式和描述风格与句法是十分类似于一般的计算机高级语言。VHDL的程序结构特点是将一项工程设计，或称设计实体（可以是一个元件，一个电路模块或一个系统）分成外部（或称可视部分,及端口)和内部（或称不可视部分），既涉及实体的内部功能和算法完成部分。在对一个设计实体定义了外部界面后，一旦其内部开发完成后，其他的设计就可以直接调用这个实体。这种将设计实体分成内外部分的概念是VHDL系统设计的基本点。
第六步：将适配器产生的器件编程文件通过编程器或下载电缆载入到目标芯片FPGA或CPLD中。如果是大批量产品开发，通过更换相应的厂家综合库，可以很容易转由ASIC形式实现。
第二章
2.1 VHDL概述
VHDL 的英文全名是 Very-High-Speed Integrated Circuit Hardware Description Language，诞生于 1982 年。1987 年底，VHDL被 IEEE 和美国国防部确认为标准硬件描述语言。