EDA技术实用教程
EDA 技术实用教程 第1章 概述
1.1 EDA技术及其发展 技术及其发展
EDA (Electronic Design Automation) 利用EDA技术进行电子系统的设计，具有以下几个特点： ① 用软件的方式设计硬件；② 用软件方式设计的系统到硬件 系统的转换是由有关的开发软件自动完成的；③ 设计过程中可 用有关软件进行各种仿真；④ 系统可现场编程，在线升级；⑤ 整个系统可集成在一个芯片上，体积小、功耗低、可靠性高。 因此，EDA技术是现代电子设计的发展趋势。
图1-1 EDA技术实现目标 技术实现目标
ASIC:
Application-Specific Integrated Circuits
ASIC的含义：指应特定用户要求或特定 的含义： 的含义 应用需要而设计制造的集成电路。 应用需要而设计制造的集成电路。 ASIC的概念早在上个世纪 年代就有人 的概念早在上个世纪60年代就有人 的概念早在上个世纪 提出，但其真正发展是在进入20世纪 世纪80 提出，但其真正发展是在进入 世纪 年代以后 以后。 年代以后
1.2 EDA技术实现目标 技术实现目标
半定制或全定制ASIC 2. 半定制或全定制ASIC 基于EDA技术的半定制或全定制ASIC，根据它们的实 现工艺，可统称为掩模ASIC 。可编程ASIC 与掩模ASIC相 ASIC ASIC ASIC 比，不同之处就在于它具有面向用户的灵活多样的可编程性。
1.1 EDA技术及其发展 技术及其发展
EDA技术发展的三个阶段 技术发展的三个阶段
20世纪 年代 世纪70年代 世纪
MOS工艺 CAD概念 工艺 概念
20世纪70年代，MOS工艺在集成电路制作方面得到广 泛应用，可编程逻辑技术及器件已经出现。计算机在科研领 域的广泛应用，促使了CAD技术的出现。 CAD即计算机辅 助设计(Computer Assist Design)。在这一阶段，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设计，PCB 布局布线等工作。
EDA技术实用教程
1.9 常用EDA工具
1.9.3 仿真器与时序分析器
1.9.4 适配器
1.9.5 下载器
1.10 Quartus 概述
1.11 IP 核
软IP
固IP
硬IP
1.12 EDA技术发展趋势管窥
高速图像处理、人工智能、数据中心、云、高速接口、存 储中心的架构方案中越来越多地使用FPGA。
习题
l 1-1 EDA技术与ASIC设计和FPGA开发有什么关系？FPGA在ASIC 设计中有什么用途？
l 1-2 与软件描述语言相比，Verilog HDL有什么特点？ l 1-3 什么是综合？有哪些类型？综合在电子设计自动化中的地位是什
么？ l 1-4 在EDA技术中，自顶向下的设计方法的重要意义是什么？ l 1-5 IP在EDA技术的应用和发展中的意义是什么？ l 1-6 叙述EDA的FPGA设计流程，以及涉及的EDA工具及其在整个流
（1）门阵列ASIC （2）标准单元ASIC （3）全定制芯片
3. 混合ASIC
1.3 硬件描述语言
● VHDL ● Verilog HDL ● System Verilog ● System C
1.4 HDL综合
1.4 HDL综合
1.5 自顶向下的设计技术
1.6 EDA技术的优势
（1）大大降低设计成本，缩短设计周期。 （2）有各类库的支持。 （3）极大地简化了设计文档的管理。 （4）日益强大的逻辑设计仿真测试技术。 （5）设计者拥有完全的自主权，再无受制于人之虞。 （6）良好的可移植与可测试性，为系统开发提供了可靠的保证。 （7）能将所有设计环节纳入统一的自顶向下的设计方案中。 （8）在整个设计流程上充分利用计算机的自动设计能力，在各个设计 层次上利用计算机完成不同内容的仿真模拟，在系统板设计结束后仍可 利用计算机对硬件系统进行完整全面的测试。
eda技术实用教程第六版知识点总结
eda技术实用教程第六版知识点总结【EDA技术实用教程第六版知识点总结】1. EDA技术概述EDA（Exploratory Data Analysis）技术是指对数据进行探索性分析的方法，旨在发现数据的结构、特征、规律和异常，从而为后续的建模和分析提供更全面和深入的认识。
EDA技术已经成为数据分析领域的重要工具，被广泛运用在统计学、机器学习、商业智能等各个领域。
本文将从深度和广度两个方面对EDA技术进行全面评估和总结。
2. EDA技术的基本原理EDA技术依托于数据可视化、统计分析、模式识别等多种方法，通过观察、整理、分析和解释数据，揭示数据的内在规律和特点。
其中，数据可视化是EDA技术的核心方法之一，通过绘制散点图、直方图、箱线图等图表，可以直观地展示数据的分布、趋势和异常点，为数据的深入理解提供了直观的工具。
3. EDA技术的实际应用在实际应用中，EDA技术可以帮助数据分析人员快速了解数据的特点和问题，发现数据的价值和局限，从而为后续的数据清洗、特征工程、建模和预测提供有力支持。
在金融领域，通过对客户信用评分数据进行EDA分析，可以有效发现信用评分的分布情况、关键影响因素等重要信息，为风险控制和产品设计提供依据。
4. EDA技术的未来发展随着数据量的不断增大和数据类型的不断丰富，EDA技术在未来将面临更多的挑战和机遇。
如何处理大规模数据、多源异构数据，如何结合人工智能、自然语言处理等新技术，将成为EDA技术未来发展的重要方向。
数据隐私和安全的保护也将成为EDA技术重要的议题之一，需要加强相关技术和政策的研究和实践。
结语通过深度和广度兼具的对EDA技术的全面评估和总结，我们可以看到EDA技术在数据分析领域的重要地位和作用，同时也可以发现其未来发展的方向和挑战。
我们相信，在不断的实践和探索中，EDA技术一定会迎来更加美好的发展前景。
个人观点和理解作为一名数据分析人员，我深刻认识到EDA技术的重要性和价值。
EDA 技术实用教程第2章
IP的发展： 1、初级阶段：免费使用，扩大营业 IC生产厂(Foundry) 扩大业务，提供精心 设计并经过工艺验证的标准单元，吸引IC设计 公司(Fabless，无生产线IC公司)成为他的客 户，向客户提供相关的数据资料。IC设计师十 分乐于使用成熟、优化的单元完成自己的设计， 可提高效率，又可减少设计风险。一旦完成设 计，自然必须到这家Foundry去做工艺流片， 这就使Foundry达到了的目的。标准单元使用 者与Foundry签订标准单元数据不扩散协议， 无须交单元库的使用费，没直接获取IP的收益， 扩大营业间接收到单元库的IP效益。
适配
适配器也称为结构综合器，它的功能是将 由综合器产生的网表文件配置于指定的目标器 件中，使之产生最终的下载文件，如JEDEC、 JAM格式的文件。适配所选定的目标器件必须属 于原综合器指定的目标系列器件。 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，包括器件配置、 逻辑分割、逻辑优化、逻辑布局布线操作。适 配完成后可以利用适配所产生的仿真文件做精 确的时序仿真，同时产生可用于编程的文件。
常用EDA工具
适配器（布局布线器）
适配器的任务是完成目标系统在器件上的布局布 线。适配即结构综合通常都由可编程逻辑器件的厂 商提供的专门针对器件开发的软件来完成。这些软 件可以单独存在或嵌入在厂商的针对自己产品的集 成EDA开发环境中。
下载器（编程器）
EDA软件提供商
常见FPGA/CPLD集成开发环境
3. 二者综合使用。把图形的直观与HDL的优势结 合起来。 如用VHDL描述各个电路模块，而用原理图输入方式 连接各个电路模块，可直观表示系统的总体框架。 如状态图输入的编辑方式，即用图形化状态机输入 工具，用图形的方式表示状态图。当填好时钟信号名、 状态转换条件、状态机类型等要素后，就可以自动生 成VHDL、Verilog程序。
EDA 技术实用教程 第3章
局部连线 宏单元的 乘积项 逻辑
共享扩展 项提供的 “与非” 乘积项
宏单元的 乘积项 逻辑
图3-28 共享扩展乘积项结构
KX
康芯科技
3.3 CPLD的结构与工作原理 的结构与工作原理
3．扩展乘积项 ．
图3-29 并联扩展项馈送方式
KX
康芯科技
3.3 CPLD的结构与工作原理 的结构与工作原理
图3-46 JTAG BST 系统与与 FPGA器件 器件 关联结构图
KX
康芯科技
3.5 硬件测试技术
3.5.2 JTAG边界扫描测试 边界扫描测试
图3-47 JTAG BST选择命令模式时序 选择命令模式时序
3.5.3 嵌入式逻辑分析仪 Altera Signaltap II
EDA 技术实用教程
第 3 章 FPGA/CPLD 结构与应用
3.1 概
述
组合电路ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
基本门
时序电路
输 入 …
输入 缓冲 电路
与 阵 列
或 阵 列
输出 缓冲 电路 …
输 出
基本PLD器件的原理结构图 图3-1 基本 器件的原理结构图
康芯科技
KX
3.1 概
述
3.1.1 可编程逻辑器件的发展历程 PROM (Programmable Read Only Memory) PLA (Programmable Logic Array) PAL (Programmable Array Logic) GAL (Generic Array Logic) EPLD CPLD
I/O6
一种PAL16V8的部分结构图 图3-17 一种 的部分结构图
EDA技术实用教程
综合，适配
3）综合，综合优化是把HDL语言翻译成最基本的与或非门的连接关系 （网表），并根据要求（约束条件）优化所生成的门级逻辑连接，输 出edf和edn等文件，导给CPLD/FPGA厂家的软件进行实现和布局布 线。常用的专业综合优化工具有Synplicity公司的Synplify/Synplify Pro、Amplify等综合工具，Synopsys公司的FPGA Compiler II综合工 具（Synopsys公司将停止发展FPGA Express软件，而转到FPGA Compiler II平台），Exemplar Logic公司出品的LeonardoSpectrum等 综合工具。另外FPGA/CPLD厂商的集成开发环境也带有一些综合工 具，如Altera的Quartus II中的Analysis & Synthesis和Xilinx ISE中的 XST等。 4）布局布线（适配），综合的结果只是通用的门级网表，只是一些门与 或非的逻辑关系，与芯片实际的配置情况还有差距。此时应该使用 FPGA/CPLD厂商提供的实现与布局布线工具，根据所选芯片的型号， 进行芯片内部功能单元的实际连接与映射。这种实现与布局布线工具 一般要选用所选器件的生产商开发的工具，因为只有生产者最了解器 件内部的结构，如在Quartus II下完成布局布线的Fitter和在ISE的集成 环境中完成实现与布局布线的工具是Flow Engine。
常用EDA工具（二）
• 仿真器
– ModelSim（Model Tech)，Verilog-XL(Cadense)，Active HDL， VCS(Synopsys），NC-sim(Cadense) – ispLevel(Lattice)，Quartus II，Maxplus II（Altera），ISE （Xilinx） ：可编程芯片厂家的EDA工具
EDA 技术实用教程 第1章 概述PPT课件
VHDL综合器运行流程
VHDL 程序
工艺库
VHDL
约束
综合器
1、工艺库：对程序描述的功能，实现的电路原 理结构框图可确定图，表但对不同系列的芯片，其 功能模块或工艺库不同，实现的具体结构不同。
VHDL综合器运行流程
VHDL 程序
工艺库
VHDL
约束
综合器
约束条件：目的是获得优化电路。当综合器把VHDL源码翻译 成通用原理图时，将识别各功能模块，每种功能模块(如加 法)的实现方案有多种，有图的表 面积小，速度慢；有的速度快， 面积大。VHDL行为描述强调的是电路的行为和功能，而不 是电路如何实现。选择电路的实现方案是综合器的任．综合 器选择一种能充分满足各项约束条件且成本最低的实现方案。
EDA技术实现目标
2、半定制或全定制ASIC 统称为掩模(MASK)ASIC，或直接称ASIC。 特点：用户设计IC，IC 厂家生产 三种级别：
A、半导体元件、连线的大小与尺寸，电路全定制 B、片内晶体管固定门，阵用列户AS设IC 计连线 半定制 C掩、模A库SIC内含标准单元标，准如单元SASSII逻C 辑块、MSI逻辑块、数 据通道模块、存储器、I全P定，制乃芯至片 系统级模块。用户在EDA 工具上进行开发/粘贴。
ASIC – Application Specific Integrated Circuit
（专用集成电路）
EDA技术实现目标
1. 超大规模可编程逻辑器件
FPGA、CPLD特点：直接面向用户， 具有极大的灵活性和通用性，使用方 便．硬件测试和实现快捷，开发效率高， 成本低，上市时间短，技术维护简单，工 作可靠性好等。
CAD 计算机辅助设计
CAE 计算机辅助工程
eda技术实用教程verilog答案
eda技术实用教程verilog答案【篇一：eda技术实用教程课后答案---潘松,黄继业】端有四个输入：s0、s1、s2、s3。
当且仅当s0=0时:y=a；s1=0时:y=b；s2=0时:y=c；s3=0时:y=d。
--解：4选1多路选择器vhdl程序设计。
library ieee;use ieee.std_logic_1164.all; entity mux41a isport( a,b,c,d : in std_logic;s0,s1,s2,s3 : in std_logic; y : outstd_logic); end entity mux41a;architecture one of mux41a issignal s0_3 : std_logic_vector(3 downto 0); begins0_3=s0s1s2s3;y=a when s0_3=0111 else b when s0_3=1011 else c whens0_3=1101 else d when s0_3=1110 else z;end architecture one;3-4 给出1位全减器的vhdl描述；最终实现8位全减器。
要求:1)首先设计1位半减器,然后用例化语句将它们连接起来,图4-20中h_suber是半减器,diff是输出差a xin (diff=x-y),s_out是借位输出(s_out=1,xy),sub_in是借位输入。
diff_out cyinb图3-19 1位全加器--解(1.1)：实现1位半减器h_suber(diff=x-y；s_out=1,xy)library ieee;use ieee.std_logic_1164.all; entity h_suber isport( x,y: in std_logic;diff,s_out: out std_logic); end entityh_suber;architecture hs1 of h_suber is begindiff = x xor (not y);s_out = (not x) and y;end architecture hs1;--解(1.2)：采用例化实现图4-20的1位全减器library ieee; --1位二进制全减器顺层设计描述 useieee.std_logic_1164.all; entity f_suber isport(xin,yin,sub_in: in std_logic;sub_out,diff_out: outstd_logic); end entity f_suber;architecture fs1 of f_suber iscomponent h_suber --调用半减器声明语句port(x, y: instd_logic; diff,s_out: out std_logic); end component;signal a,b,c: std_logic; --定义1个信号作为内部的连接线。
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逻辑综合器
FPGA/CPLD 器件和电路系统
FPGA/CPLD 编程下载 图11-1 EDA工程接口流程
时序与功能 门级仿真
11.2 Synplify与MAX+plusII的接口
1. 输入设计
工具栏 按钮面板
菜单
状态栏
图11-2 Synplify Pro启动后界面
标签
Tcl 命令窗
项目浏览窗口
11.2 Synplify与MAX+plusII的接口
（1）启动ModelSim
工具栏
命令窗口
工作区
图11-13 ModelSim的启动界面
2. 建立仿真工程项目
图11-14 ModelSim的 Create Project对话框
（3）编译仿真文件。
图11-16 ModelSim编译时的提示信息
（4）装载仿真模块和仿真库。
图11-17 装载设计模块
11.3 Synplify与ispEXPERT Compiler的接口
（3）读入EDIF文件。
图11-10 选择适配目标器件对话框
11.3
Synplify与ispEXPERT Compiler的接口
（4）选定目标器件。 （5）引脚锁定。
图11-11 芯片引 脚锁定 对话框
11.3 Synplify与ispEXPERT Compiler的接口
（2）建立VITAL库。
图11-24 建立VITAL库
下面将介绍另一种延时信息附加方式的仿真，即附加标准延时文件， （Standard Delay File）SDF2.1文件。仿真操作如下：
（3）编译库文件。
图11-25 ModelSim的Compile HDL Source Files 对话框
下面将介绍另一种延时信息附加方式的仿真，即附加标准延时文件， （Standard Delay File）SDF2.1文件。仿真操作如下：
（3）在ModelSim中作编译前设置。
（4）仿真。
下面将介绍另一种延时信息附加方式的仿真，即附加标准延时文件， （Standard Delay File）SDF2.1文件。仿真操作如下：
（1）MAX+plusII输出文件设定。
下面将介绍另一种延时信息附加方式的仿真，即附加标准延时文件， （Standard Delay File）SDF2.1文件。仿真操作如下：
1. 输入设计
图11-3 Synplify新建 项目对话框
11.2
Synplify与MAX+plusII的接口
2. 选择合适的目标器件
3. 综合前控制设置
4. 综合
5. 结果检测
11.2 Synplify与MAX+plusII的接口
图11-4 Synplify的RTL 级原理图
11.2 Synplify与MAX+plusII的接口
（6）编译适配 （7）生成仿真文件。 （8）编程下载。
图11-12 在系统编程下载窗口
11.4
ModelSim与MAX+plusII的接口
ModelSim支持下列语言标准：
IEEE VHDL’87和’93标准： IEEE Std. 1076-’87 & ‘93。
VHDL
VHDL标准数学程序包： IEEE 1076.2-1996。
图11-21 输出网表文件设置
（1）MAX+plusII编译前设置。
图11-22 Compiler子窗口界面
（2）生成仿真文件。
图11-22 Compiler子窗口界面
用MAX+plusII对Cnt4.vhd进行综合和适配，再用适配后的网表文件导入到 ModelSim的仿真环境中进行门级时序仿真。步骤如下：
（5）执行仿真。
图11-19 ModelSim的波形观察窗
11.4 ModelSim与MAX+plusII的接口
用MAX+plusII对Cnt4.vhd进行综合和适配，再用适配后的网表文件导入到 ModelSim的仿真环境中进行门级时序仿真。步骤如下：
（1）MAX+plusII编译前设置。
图11-20 ModelSim的Create Project对话框
VCD （Value Change Dump）。Fra bibliotekVerilog
ModelSim支持下列语言标准：
VITAL2.2b 和 VITAL’95 （IEEE 1076.4-1995）。
VITAL
VITAL 2000。
SDF（Standard Delay Format，标准延迟格式）
SDF标准：SDF 1.0～3.0。
图11-5 Synplify的综合后门级电路图
11.2
Synplify与MAX+plusII的接口
6. 设定EDF文件为工程。 7. 选定EDF文件来源。
图11-6 Synplify的 综合后门级电路图
11.2 Synplify与MAX+plusII的接口
8. 选定目标器件 9. 编译适配
图11-7 Synplify 与Altera接口流程
（4）导入SDF文件。
11.5
从 MAX+plusII向QuartusII 转换
从MAX+plusII向QuartusII某些文件的转换如下：
MAX+plusII下设计的图形设计文件（Graphic Design File ，*.gdf） 可以在QuartusII中被打开，不能在QuartusII中进行修改，不过 可以存为QuartusII下的原理图文件Block Design Files（.bdf）。
11.3
Synplify与ispEXPERT Compiler的接口
接口步骤如下：
（1）生成EDIF网表文件。
（2）ispEXPERT Compiler设置。
（2）ispEXPERT Compiler设置。
图11-8 建立新工程对话框
（2）ispEXPERT Compiler设置。
图11-9 设定阅读Synplify的EDF文件
EDA技术实用教程
第11章
EDA工具软件接口
11.1 EDA 软件接口流程
VHDL文本编辑 VHDL 仿真 VHDL文本编辑
综合
1、行为仿真 2、功能仿真 3、时序仿真
SYNPLIFY FPGAEXPRESS FPGA COMPILERII LEONARDO ………
FPGA/CPLD 适配 结构综合器
ModelSim支持下列语言标准：
Verilog
IEEE Verilog标准： IEEE 1364-’95。
OVI Verilog LRM 2.0（大部分支持。OVI：Open Verilog International）。
PLI 1.0 （PLI：Programming Language Interface）。