EDA实验报告
eda实验报告实验总结心得

eda实验报告实验总结心得1.引言1.1 概述本实验报告旨在总结分析EDA实验的过程和结果,并分享实验中的心得体会。
通过本次实验,我学习了EDA(Exploratory Data Analysis)的基本概念和方法,了解到其在数据分析和数据挖掘领域的重要性。
EDA是一种数据分析技术,通过对数据集进行探索性分析,揭示出数据之间的关系、趋势和规律,为后续的数据处理和模型建立提供有效的指导。
通过可视化和统计方法,EDA可以帮助我们深入理解数据集的特征,并发现其中的异常值、缺失值、重复值等问题,为数据清洗和预处理提供依据。
在本次实验中,我们使用了Python编程语言以及相关的数据分析库(如Pandas、Matplotlib等)来进行EDA实验。
实验过程包括了数据集的加载、数据的基本统计信息分析、数据可视化等环节。
通过对数据集进行统计描述和可视化展示,可以更直观地了解数据的分布情况、关联关系以及异常值的存在情况。
本次实验的目的是通过实际操作来掌握EDA技术的应用方法,并能够运用其提供的工具和技巧来解决实际问题。
通过对数据的探索和分析,我们可以更好地理解数据集本身的特点和规律,为后续的数据处理和建模工作打下基础。
总之,本篇实验报告将分享我在进行EDA实验过程中的所见所闻、所思所感,希望能够对读者对于EDA技术的理解和应用有所启发,并为数据分析和挖掘领域的学习提供一些借鉴思路。
1.2 文章结构本篇实验报告共分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分主要对本次实验进行概述,说明文章的目的和意义。
在概述中,将简要介绍本次实验的背景以及实验所涉及的主要内容。
接下来,将介绍文章的结构,明确各个章节的内容,使读者可以更好地理解整篇文章的组织结构。
正文部分是本次实验报告的核心部分。
首先,将详细讲述实验的背景,包括实验的目的、相关理论知识和实验的重要性。
其次,将详细描述实验的具体过程,包括实验所使用的材料与方法、实验的步骤和操作,以及实验中的关键数据和实验结果。
EDA-实验报告

实验一五人表决器设计一、实验目的1 加深对电路理论概念的理解3 加深计算机辅助分析及设计的概念4 了解及初步掌握对电路进行计算机辅助分析的过程二、实验要求制作一个五人表决器,共五个输入信号,一个输出信号。
若输入信号高电平数目多于低电平数目,则输出为高,否则为低。
三、实验原理根据设计要求可知,输入信号共有2^5=32种可能,然而输出为高则有15种可能。
对于本设计,只需一个模块就能完成任务,并采用列写真值表是最简单易懂的方法。
四、计算机辅助设计设A,B,C,D,E引脚为输入引脚,F为输出引脚。
则原理图如1所示图1.1 五人表决器原理图实验程序清单如下:MODULE VOTEA,B,C,D,E PIN;F PIN ISTYPE 'COM';TRUTH_TABLE([A,B,C,D,E]->[F])[0,0,1,1,1]->[1];[0,1,1,1,0]->[1];[0,1,0,1,1]->[1];[0,1,1,0,1]->[1];[1,0,1,1,1]->[1];[1,1,0,1,1]->[1];[1,1,1,0,1]->[1];[1,1,1,1,0]->[1];[1,1,1,0,0]->[1];[1,1,0,1,0]->[1];[1,1,1,1,1]->[1];[1,1,0,0,1]->[1];[1,0,0,1,1]->[1];[1,0,1,0,1]->[1];[1,0,1,1,0]->[1];END五、实验测试与仿真根据题目要求,可设输入分别为:0,0,0,0,0;1,1,1,1,1;1,0,1,0,0;0,1,0,1,1。
其测试程序如下所示:MODULE fivevoteA,B,C,D,E,F PIN;X=.X.;TEST_VECTORS([A,B,C,D,E]->[F])[0,0,0,0,0]->[X];[1,1,1,1,1]->[X];[1,0,1,0,0]->[X];[0,1,0,1,1]->[X];END测试仿真结果如图1.2所示:图1.2 五人表决器设计仿真图可知,设计基本符合题目要求。
EDA实验 报告范文

实验一:五人表决器一、程序清单library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity vote5 isport(v_in:in std_logic_vector(4 downto 0);lock,clr:in std_logic;v_over:out std_logic_vector(2 downto 0);num_agr,num_opp:out std_logic_vector(3 downto 0);v_out:out std_logic_vector(4 downto 0);led_agr,led_opp:out std_logic);end entity vote5;architecture one of vote5 isbeginprocess(clr,v_in,lock)variable agr,opp: std_logic_vector(3 downto 0);beginif(clr='1')thenled_agr<='0';led_opp<='0';agr:="0000";opp:="0000";if agr="0000" thennum_agr<="0000";end if;if opp="0000"thennum_opp<="0000";end if;v_out<="00000";v_over<="000";elsif(lock'event and lock='1')thenv_out<=v_in;v_over<="111";agr:="0000";opp:="0000";for i in 0 to 4 loopif (v_in(i)<='0') then opp:=opp+1;end if;agr:=5-opp;end loop;num_agr<=agr;num_opp<=opp;if(agr>opp)thenled_agr<='1';led_opp<='0';elseled_agr<='0';led_opp<='1';end if;end if;end process;end architecture one;三.仿真1. 功能仿真波形2.时序仿真波形实验二:九九乘法表系统的设计一、程序清单library ieee;use ieee.std_logic_1164.all; use ieee.std_logic_unsigned.all;entity multiply is --构造体描述4位乘法器port( clk:in std_logic;a,b:in std_logic_vector(3 downto 0);led_data:out std_logic_vector(7 downto 0);seg_sel:out std_logic_vector(2 downto 0) );end multiply;architecture rtl of multiply issignal led_data2,led_data1,led_data0: std_logic_vector(7 downto 0);--LED显示代码,寄存十位个位的数signal displayclk: std_logic;beginprocess(a,b)variable s: std_logic_vector(7 downto 0);--乘积variable bai,shiwei,gewei: std_logic_vector(3 downto 0);--乘积的十位个位begins(7 downto 0):=a(3 downto 0)*b(3 downto 0);if s>="11001000" then bai:="0010";s:=s-"11001000";elsif s>="01100100" then bai:="0001";s:=s-"01100100";else bai:="0000";end if;if s>="01011010" then shiwei:="1001";s:=s-"01011010";gewei:=s(3 downto 0);--90以上 elsif s>="01010000" then shiwei:="1000";s:=s-"01010000";gewei:=s(3 downto 0);--80以上 elsif s>="01000110" then shiwei:="0111";s:=s-"01000110";gewei:=s(3 downto 0); --70以上 elsif s>="00111100" then shiwei:="0110";s:=s-"00111100";gewei:=s(3 downto 0);--60以上 elsif s>="00110010" then shiwei:="0101";s:=s-"00110010";gewei:=s(3 downto 0);--50以上 elsif s>="00101000" then shiwei:="0100";s:=s-"00101000";gewei:=s(3 downto 0);--40以上 elsif s>="00011110" then shiwei:="0011";s:=s-"00011110";gewei:=s(3 downto 0);--30以上 elsif s>="00010100" then shiwei:="0010";s:=s-"00010100";gewei:=s(3 downto 0);--20以上 elsif s>="00001010" then shiwei:="0001";s:=s-"00001010";gewei:=s(3 downto 0);--10以上 else gewei:=s(3 downto 0);shiwei:="0000";end if;case bai iswhen "0001" => led_data2<="11111001";when "0010" => led_data2<="10100100";when others => led_data2<="11111111";end case;case shiwei iswhen "0000" => led_data1<="11000000";when "0001" => led_data1<="11111001";when "0010" => led_data1<="10100100";when "0011" => led_data1<="10110000";when "0100" => led_data1<="10011001";when "0101" => led_data1<="10010010";when "0110" => led_data1<="10000010";when "0111" => led_data1<="11111000";when "1000" => led_data1<="10000000";when "1001" => led_data1<="10010000";when others => led_data1<="11111111";end case;case gewei iswhen "0000" => led_data0<="11000000";when "0001" => led_data0<="11111001";when "0010" => led_data0<="10100100";when "0011" => led_data0<="10110000";when "0100" => led_data0<="10011001";when "0101" => led_data0<="10010010";when "0110" => led_data0<="10000010";when "0111" => led_data0<="11111000";when "1000" => led_data0<="10000000";when "1001" => led_data0<="10010000";when others => led_data0<="11111111";end case;end process;process(clk)variable cnt:integer range 0 to 20000; --1KHZ扫描显示时钟 beginif clk'event and clk='1' then cnt:=cnt+1;if cnt<10000 then displayclk<='1';elsif cnt<20000 then displayclk<='0';else cnt:=0;displayclk<='0';end if;end if;end process;process (displayclk) --显示两位variable cnt2: std_logic_vector(1 downto 0);beginif displayclk'event and displayclk='1' then cnt2:=cnt2+1;if cnt2="01" then seg_sel<="001";led_data<=led_data0;elsif cnt2="010" then seg_sel<="010";led_data<=led_data1;elsif cnt2="11" then cnt2:="00"; seg_sel<="100";led_data<=led_data2;end if;end if;end process;end rtl;二、仿真设计输入文件经maxplus软件开发系统编译、处理,由功能仿真器进行模拟,获得仿真波形如图6所示。
eda技术实验报告

eda技术实验报告EDA技术实验报告引言EDA(Electronic Design Automation)技术是电子设计自动化的缩写,是现代电子设计中不可或缺的一环。
它通过计算机辅助设计,提高了电路设计的效率和质量。
本文将介绍EDA技术的背景、应用和实验结果。
背景随着电子产品的不断发展,电路设计变得越来越复杂,传统的手工设计已经无法满足需求。
EDA技术的出现填补了这一空白。
它利用计算机的强大计算能力和算法,帮助设计师完成电路设计、仿真、布局和验证等工作。
应用1. 电路设计EDA技术的核心应用是电路设计。
通过EDA工具,设计师可以绘制电路图、选择器件、进行参数设置等。
EDA工具还可以自动进行电路优化,提高电路性能。
2. 仿真验证在电路设计完成后,需要对电路进行仿真验证。
EDA技术可以提供准确的仿真结果,帮助设计师分析电路的性能和稳定性。
仿真验证可以帮助设计师发现潜在的问题,提前解决。
3. 物理布局物理布局是将电路逻辑转化为实际的物理结构。
EDA技术可以自动进行物理布局,优化电路的面积和功耗。
物理布局的好坏直接影响到电路的性能和可靠性。
4. 电路验证在电路设计完成后,需要进行电路验证,确保电路的正确性和可靠性。
EDA技术可以自动进行电路验证,提供准确的验证结果。
电路验证可以帮助设计师发现设计缺陷,提高电路的可靠性。
实验设计在本次实验中,我们选择了一款EDA工具进行实验。
首先,我们设计了一个简单的数字电路,包括与门和或门。
然后,利用EDA工具进行电路仿真和优化。
最后,对电路进行物理布局和验证。
实验结果通过实验,我们得到了以下结果:1. 仿真结果显示,设计的数字电路在不同输入条件下均能正确输出结果,验证了电路的正确性。
2. 通过优化算法,我们成功提高了电路的性能,减少了功耗和面积。
3. 物理布局结果显示,电路的布局紧凑,满足了设计要求。
4. 电路验证结果显示,电路的功能和性能均符合设计要求,验证了电路的可靠性。
EDA实验报告(12份).pdf

实验一组合电路的设计1. 实验目的:熟悉MAX + plus II 的VHDL 文本设计流程全过程,学习简单组合电路的设计、多层次电路设计、仿真和硬件测试。
2. 实验内容:设计一个2选1多路选择器,并进行仿真测试,给出仿真波形。
3. 实验程序如下:library ieee;use ieee.std_logic_1164.all; entity mux21a isport(a,b,s:in std_logic;y:out std_logic); end entity mux21a; architecture one of mux21a is beginy<=a when s='0' else b ; end architecture one ;4. 仿真波形(如图1-1所示)图1-1 2选1多路选择器仿真波形5. 试验总结:从仿真波形可以看出此2选1多路选择器是当s为低电平时,y输出为b, 当s为高电平时,y输出为a(y<=a when s='0' else b ;),完成2路选择输出。
实验二时序电路的设计1. 实验目的:熟悉MAX + plus II VHDL文本设计过程,学习简单的时序电路设计、仿真和测试。
2. 实验验内容:设计一个锁存器,并进行仿真测试,给出仿真波形。
3. 实验程序如下:library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity suocun7 isport(clk: in std_logic;en: in std_logic;D: in std_logic_vector(7 downto 0);B:out std_logic_vector(7 downto 0)); end suocun7;architecture one of suocun7 issignal K: std_logic_vector(7 downto 0); beginprocess(clk,en,D)beginif clk'event and clk='1' thenif en ='0'thenK<=D;end if;end if;end process;B<=K;end one;4.仿真波形(如图2-1所示)图2-1 8位锁存器仿真波形此程序完成的是一个8位锁存器,当时钟上升沿到来(clk'event and clk='1')、使能端为低电平(en ='0')时,输出为时钟上升沿时的前一个数,从仿真波形看,实现了此功能。
EDA实验报告

EDA实验报告一、实验目的本实验旨在通过使用EDA(数据探索性分析)技术,进一步了解和分析所研究数据的特征、分布、关系以及可能存在的异常值等,从而为后续的数据建模和决策提供更加准确的依据。
二、实验步骤1. 数据收集与加载从数据源中获取所需数据集,并使用相应的数据加载工具将数据集导入到实验环境中。
多种数据源包括文件、数据库、API请求等方式均可。
2. 数据检查与预处理对导入的数据进行初步检查,包括数据类型、缺失值、异常值等方面的处理。
根据具体需求,对缺失值可以进行填充或删除操作,对异常值可以通过替换、删除或者修复的方式进行处理。
3. 数据探索性分析a) 描述性统计分析对各个变量进行描述性统计,包括计算均值、中位数、标准差等指标,以直观地了解数据的分布和变异程度。
b) 单变量分析对每个变量进行分析和探索,绘制直方图、箱线图、概率密度图等,以帮助我们了解变量的分布情况、异常值等。
c) 多变量分析使用散点图、柱状图、热力图等方式,对不同变量之间的关系进行分析。
可以通过相关性分析、协方差矩阵等方法来探索变量之间的线性关系。
4. 结果可视化在数据分析过程中,可以使用适当的可视化方法将分析结果直观地展示出来,如绘制折线图、散点图、热力图等。
可视化可以更好地理解数据的特征和趋势。
5. 异常检测与处理在探索性分析过程中,发现异常值后,需要进一步分析和决定如何处理它们。
可以采用剔除、修复等方式,使得数据能够更加符合实际情况。
6. 相关性分析对于关键变量之间的相互关系,可以使用相关性分析等统计方法来衡量它们的相关程度。
这可以帮助我们理解变量之间的影响和作用,以及它们与问题或目标变量之间的关系。
三、实验结果通过对所研究数据集的EDA实验,我们得出以下结论:1. 数据集的缺失值情况较为严重,需要进行适当的处理,以避免因缺失数据引起的结果不准确或失真的问题。
2. 变量A和变量B之间存在较强的正相关关系,即当A增加时,B 也会相应地增加;变量C则与变量A和B之间的关系较弱。
EDA实验报告完结版
EDA实验报告完结版一、实验目的本次 EDA 实验的主要目的是通过实际操作和设计,深入理解和掌握电子设计自动化(EDA)技术的基本原理和应用。
具体而言,包括熟悉 EDA 工具的使用方法,学会运用硬件描述语言(HDL)进行逻辑电路的设计与描述,以及通过综合、仿真和实现等流程,将设计转化为实际的硬件电路,并对其性能进行评估和优化。
二、实验环境本次实验所使用的 EDA 工具为_____,该工具提供了丰富的功能模块和强大的设计支持,包括原理图编辑、HDL 代码编写、综合、仿真和下载等。
实验所使用的硬件平台为_____开发板,其具备多种接口和资源,便于对设计的电路进行实际验证和测试。
三、实验内容1、基本逻辑门电路的设计与实现使用 HDL 语言(如 Verilog 或 VHDL)设计常见的基本逻辑门电路,如与门、或门、非门等。
通过编写代码,对逻辑门的输入输出关系进行描述,并进行综合和仿真,验证设计的正确性。
2、组合逻辑电路的设计与实现设计并实现较为复杂的组合逻辑电路,如加法器、减法器、编码器、译码器等。
运用 HDL 语言描述电路的功能,进行综合和仿真,确保电路在各种输入情况下的输出结果符合预期。
3、时序逻辑电路的设计与实现设计常见的时序逻辑电路,如计数器、寄存器、移位寄存器等。
在设计过程中,考虑时钟信号、同步复位和异步复位等因素,通过仿真验证时序逻辑的正确性,并对电路的性能进行分析。
4、有限状态机(FSM)的设计与实现设计一个有限状态机,实现特定的功能,如交通信号灯控制器、数字密码锁等。
明确状态转移条件和输出逻辑,通过编写 HDL 代码实现状态机,并进行综合和仿真,验证其功能的准确性。
5、综合与优化对设计的电路进行综合,生成门级网表,并通过优化工具对电路进行面积、速度等方面的优化,以满足特定的设计要求。
6、硬件实现与测试将综合后的设计下载到硬件开发板上,通过实际的输入输出信号,对电路的功能进行测试和验证。
观察电路在实际运行中的表现,对出现的问题进行分析和解决。
EDA实验报告
实验一:不同设计输入方式比较1、实验目的(1) 学习MAX+plus II软件的基本使用方法。
(2) 学习EDA实验开发系统的基本使用方法。
(3) 掌握VHDL程序的原理图和文本输入方式。
2、实验内容(1) 原理图输入(mux21.vhd) 方式的2选1多路选择器的设计(2) 文本编辑输入(mux41.vhd) 方式的4选1多路选择器的设计3、实验要求(1) MAX+plus II软件画出系统的原理框图,说明系统中各主要组成部分的功能。
(2) 编写VHDL源程序。
(3) 在MAX+plus II工具下编译、综合、适配、仿真、实验板上的硬件测试。
(4) 根据EDA实验开发装置编好用于硬件验证的管脚锁定文件。
(5) 记录系统仿真、硬件验证结果。
(6) 记录实验过程中出现的问题及解决办法。
4:实验步骤:程序编译过程:新建text文件→输入程序并保存其中保存名为实体名,并以vhd类型结尾→点击file下的project设定为current file点击maxplus 中的compiler按钮→显示无误后→点击新建按钮建立wave 文件→点击node 按钮添加管脚→保存并按text 的步骤检验wave 文件。
(1):用原理图法实现二选一多路选择器。
二选一选择器原理图其中B端为控制端,A,C为控制端(2):用文本输入法实现四选一多路选择器。
其文本程序如下:LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITY MUX41 ISPORT(INPUT:IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);A,B:IN STD_LOGIC;Y:OUT STD_LOGIC);END MUX41;ARCHITECTURE BE_MUX41 OF MUX41 ISSIGNAL SEL:STD_LOGIC_VECTOR(1 DOWNTO 0); BEGINSEL<=A&B;PROCESS(INPUT,SEL)BEGINIF(SEL="00")THENY<=INPUT(0);ELSIF(SEL="01")THENY<=INPUT(1);ELSIF(SEL="10")THENY<=INPUT(2);ELSEY<=INPUT(3);END IF;END PROCESS;END BE_MUX41;实验二:VHDL语言编程—组合逻辑电路设计1、实验目的(1) 学习VHDL三种描述风格;(2) 学习元件例化语句的使用方法;(3) 学习VHDL程序层次化设计方法2、实验内容用元件例化语句方法和原理图方法设计四位全加器。
eda仿真实验报告
eda仿真实验报告EDA仿真实验报告一、引言EDA(Electronic Design Automation)是电子设计自动化的缩写,是指利用计算机技术对电子设计进行辅助、自动化的过程。
在现代电子设计中,EDA仿真是不可或缺的一环,它可以帮助工程师验证电路设计的正确性、性能和可靠性。
本篇报告将介绍我在EDA仿真实验中的经验和收获。
二、实验背景本次实验的目标是对一个数字电路进行仿真,该电路是一个4位加法器,用于将两个4位二进制数相加。
通过仿真,我们可以验证电路设计的正确性,并观察其在不同输入情况下的输出结果。
三、实验步骤1. 电路设计:首先,我们根据给定的要求和电路原理图进行电路设计。
在设计过程中,我们需要考虑电路的逻辑关系、时序要求以及输入输出端口的定义等。
2. 仿真环境搭建:接下来,我们需要选择合适的EDA仿真工具,并搭建仿真环境。
在本次实验中,我选择了Xilinx ISE Design Suite作为仿真工具,并创建了一个仿真项目。
3. 仿真测试向量生成:为了对电路进行全面的测试,我们需要生成一组合适的仿真测试向量。
这些测试向量应该覆盖了电路的所有可能输入情况,以验证电路的正确性。
4. 仿真运行:在仿真环境搭建完成后,我们可以开始进行仿真运行了。
通过加载测试向量,并观察仿真结果,我们可以判断电路在不同输入情况下的输出是否符合预期。
5. 仿真结果分析:仿真运行结束后,我们需要对仿真结果进行分析。
通过对比仿真输出和预期结果,可以判断电路设计的正确性。
如果有不符合预期的情况,我们还可以通过仿真波形分析,找出问题所在。
四、实验结果与讨论在本次实验中,我成功完成了4位加法器的仿真。
通过对比仿真输出和预期结果,我发现电路设计的正确性得到了验证。
无论是正常情况下的加法运算,还是特殊情况下的进位和溢出,电路都能够正确地输出结果。
在实验过程中,我还发现了一些有趣的现象。
例如,在输入两个相同的4位二进制数时,电路的输出结果与输入完全一致。
EDA实验报告
EDA实验报告一、引言EDA(Exploratory Data Analysis)是一种数据分析的方法,旨在通过可视化和统计方法探索数据集的潜在模式、特征和异常值。
本实验旨在通过使用EDA技术,对给定的数据集进行分析和解释,以揭示数据集中的有意义信息。
二、数据集介绍本实验使用的数据集是关于某公司员工的绩效评估数据。
数据集包含几个重要变量,如员工的工作满意度、绩效评估得分、月均工作小时数等,共计有10个变量。
其中,工作满意度(satisfaction_level)和绩效评估得分(last_evaluation)为连续变量,而其他变量为离散变量。
三、数据预处理在进行EDA之前,我们首先对数据集进行了预处理。
具体步骤如下:1. 查看缺失值:通过使用缺失值检测方法,我们发现数据集中没有任何缺失值。
2. 删除重复值:通过检查数据集中的重复值,我们删除了其中的重复数据。
3. 处理异常值:通过使用离群值检测方法,我们发现某些变量存在异常值。
为了保证数据的准确性和可靠性,我们决定剔除这些异常值。
四、数据探索在进行EDA之前,我们首先对数据集中的各个变量进行了分布统计和描述性分析。
其中,我们计算了各个变量的平均值、中位数、标准差等统计指标,并绘制了直方图、箱线图和相关系数矩阵等图形。
1. 工作满意度分布通过对工作满意度进行可视化,我们发现该变量呈现近似正态分布的趋势,大部分员工的工作满意度集中在0.6-0.8之间。
2. 绩效评估得分分布通过对绩效评估得分进行可视化,我们发现该变量呈现双峰分布的特点,大部分员工的绩效评估得分集中在0.5-0.7和0.8-1.0之间。
3. 员工离职情况分析通过对离职率进行可视化,我们发现离职率大约为24%。
同时,我们还分析了不同离职情况下的其他变量的分布情况,发现离职员工的工作满意度明显低于未离职员工。
4. 关键变量相关性分析通过计算各个变量之间的相关系数,我们发现工作满意度与绩效评估得分呈现正相关关系,而与其他变量之间的相关性较弱。
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实验一用原理图输入法设计四位全加器
一实验目的
1.熟悉Quartus II的使用,掌握原理图输入的设计方法,以及层次化的设计方法。
2.学会利用Quartus II的原理图输入方法设计4位全加器。
并通过实验了解利用EDA软件进行原理图输入方式的电子线路设计的详细流程。
二实验内容
用原理图输入法完成四位全加器的设计。
了解Quartus II提供的原理图输入多层次设计功能。
四位全加器设计具体包括:
1.半加器设计
2.一位全加器设计
3.四位全加器设计
4.四位全加器全程编译及仿真
三实验仪器
1.Windows2007计算机系统
2.Quartus II 9.1 Web Edition
四实验原理
一个4位全加器可以由4个一位全加器构成,全加器的进位以串行方式实现,即将低位加法器的进位输出cout与相邻的高位加法器的低位进位输入信号cin 相接。
1位全加器f-adder由2个半加器h-adder和一个或门按照下列电路来实现。
图1.1
半加器h-adder由与门、同或门和非门构成。
图1.2
四位加法器由4个全加器构成
图1.3
五实验步骤
1.完成半加器和全加器的设计,包括原理图输入、编译、综合、适配、仿真、实验板上的硬件测试,并将此全加器电路设计成一个硬件符号入库。
键1、键2、键3(PIO0/1/2)分别接ain、bin、cin;发光管D6、D5(PIO9/8)分别接sum和cout。
半加器原理图如下所示:
图1.4 半加器原理图
半加器仿真波形图如下图所示:
图1.5 半加器仿真波形图一位全加器原理图如下所示:
图1.6 一位全加器原理图
一位全加器仿真波形如下图所示:
图1.7 一位全加器仿真波形图
2.建立一个更高层的原理图设计,利用实验一获得的1位全加器构成4位全加器,见图8。
注意总线连接方式必须对连线命名,方法是单击要命名的连线,出现光标后直接输入连线的名字,如总线a[3..0],或单线a0。
并完成编译、综合、适配、仿真和硬件测试。
建议选择电路模式;键4输入四位加数;可以由键8来控制最低位的进位;发光管D4~D1显示加和;D8显示进位cout。
图1.8 四位全加器
六实验结果及分析
四位全加器仿真波形图如下所示:
图1.9 四位全加器仿真波形图
全加器仿真结果正确无误,例:0011(A)+0111(B)+0(CI)结果为1010(S),进位CO为0。
由仿真结果可得,输出信号存在4.5-7.5ns不等的时间延迟,它主要与器件速度、表达逻辑的合理性有关,选用速度更高器件、优化设计可以使该值降低。
观察实验仿真波形可得,A3A2A1A0+ B3B2B1B0+C0= D3D2D1D0。
当和A3A2A1A0+ B3B2B1B0=1111且C0=1时,D3D2D1D0>15,向前进位,及进位位为1。
该结果符合四位全加器的设计要求。
七.实验小结
Quartus II这个软件首次接触,要花一定时间理解学习,通过这次实验,使我熟悉了这个软件的操作,还回顾了组合逻辑电路的知识,与实际操作相结合。
这次实验充分说明了EDA实验设计的每一个环节都要加倍仔细不然每一个疏忽都会导致结果的错误,每做完一个底层都要仿真,确保正确后才能进行之后的设计,要注意实验箱有可能的错误及时调换试验箱,得到了很大的收获。