EDA技术与VHDL第五版课程设计
EDA技术实用教程Verilog HDL第五版潘松课后习题答案
《EDA技术实用教程(第五版)》习题1习题1-1EDA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？P3~4EDA技术与ASIC设计和FPGA开发有什么关系？答：利用EDA技术进行电子系统设计的最后目标是完成专用集成电路ASIC的设计和实现；FPGA和CPLD是实现这一途径的主流器件。
FPGA和CPLD的应用是EDA技术有机融合软硬件电子设计技术、SoC（片上系统）和ASIC设计，以及对自动设计与自动实现最典型的诠释。
FPGA在ASIC设计中有什么用途？答：FPGA和CPLD通常也被称为可编程专用IC，或可编程ASIC。
FPGA实现ASIC设计的现场可编程器件。
1-2与软件描述语言相比，VHDL有什么特点?P4~6答：编译器将软件程序翻译成基于某种特定CPU的机器代码，这种代码仅限于这种CPU 而不能移植，并且机器代码不代表硬件结构，更不能改变CPU的硬件结构，只能被动地为其特定的硬件电路结构所利用。
综合器将VHDL程序转化的目标是底层的电路结构网表文件，这种满足VHDL设计程序功能描述的电路结构，不依赖于任何特定硬件环境；具有相对独立性。
综合器在将VHDL(硬件描述语言)表达的电路功能转化成具体的电路结构网表过程中，具有明显的能动性和创造性，它不是机械的一一对应式的“翻译”，而是根据设计库、工艺库以及预先设置的各类约束条件，选择最优的方式完成电路结构的设计。
l-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?P6什么是综合?答：在电子设计领域中综合的概念可以表示为：将用行为和功能层次表达的电子系统转换为低层次的便于具体实现的模块组合装配的过程。
有哪些类型?答：(1)从自然语言转换到VHDL语言算法表示，即自然语言综合。
(2)从算法表示转换到寄存器传输级(RegisterTransport Level，RTL)，即从行为域到结构域的综合，即行为综合。
《EDA(VHDL)课程设计》指导书详解
EDA(VHDL)课程设计指导书使用专业：电子信息工程指导教师：林海波吕晓丽电子信息教研室一、EDA课程设计的目的通过实践进一步学习基于VHDL语言和CPLD/FPGA器件设计数字电路的基本知识和方法，掌握相关EDA设计工具软件的使用和设计流程；了解用VHDL设计数字逻辑电路与传统数字电路设计的差别和应用范围；掌握用VHDL和CPLD/FPGA设计数字电路的方法、编译及仿真过程，培养学生笃行务实的科研精神和实践能力以及设计、分析和纠错能力。
二、EDA课程设计的任务1．基于FPGA的半整数分频器设计（必选题目）设计任务要求：设有一个5MHz(或7、9、11、13、15、17、19、21、23、25、27MHz)的时钟源，但电路中需要产生一个2MHz的时钟信号，由于分频比为2.5（或3.5、4.5、5.5、6.5、7.5、8.5、号设计9.52报警钟，采用VHDL及相关工具软件完成设计。
时钟信号提供秒信号（1H Z）；四位数码管静态显示,高位high(3 downto 0)显示分,低位low （3 downto 0）显示秒。
3．四组数字智力抢答器的VHDL设计（每班1-25号的双号选择）系统设计要求：(1) 采用VHDL及相关工具软件，设计一个可容纳四组参赛者的数字智力抢答器，每组设置一个抢答按钮供抢答者使用。
(2) 电路具有第一抢答信号的鉴别和锁存功能。
(3) 设置计分电路（根据实验箱条件，可以只完成二路计分电路设计）。
(4) 设置犯规电路（选作）。
4．十字路口交通灯控制器的VHDL设计（每班26号以后的单号选择）系统设计要求:采用VHDL及相关工具软件，设计一个由一条主干道和一条支干道的汇合点形成的十字交叉路口的交通灯控制器，具体要求如下：(1)主、支干道各设有一个绿、黄、红指示灯，两个显示数码管。
(2)主干道处于常允许通行状态，而支干道有车来才允许通行。
(3)当主、支道均有车时，两者交替允许通行，主干道每次放行45s，支干道每次放行25s，在每次由亮绿灯变成亮红灯的转换过程中，要亮5s的黄灯作为过渡，并进行减计时显示。
eda课程设计
eda课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握EDA（电子设计自动化）的基本概念、原理和方法，培养学生运用EDA工具进行电子系统设计和分析的能力。
具体目标如下：1.知识目标：（1）理解EDA的定义、发展历程和应用领域；（2）掌握常见的EDA工具及其功能；（3）了解电子系统设计的基本流程；（4）熟悉硬件描述语言（如VHDL、Verilog）的基本语法和用法。
2.技能目标：（1）能够熟练使用至少一种EDA工具进行电子系统设计；（2）能够编写简单的硬件描述语言程序，实现基本的电子系统功能；（3）具备分析电子系统性能和优化设计的能力；（4）能够阅读和理解电子设计相关的技术文档。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生的创新意识和团队合作精神；（2）增强学生对电子技术的兴趣和热情；（3）培养学生严谨的科学态度和良好的职业道德。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个方面：1.EDA基本概念和原理：介绍EDA的定义、发展历程、应用领域和基本原理。
2.EDA工具的使用：介绍常见的EDA工具（如Cadence、Altera、Xilinx等）的功能和操作方法。
3.硬件描述语言：介绍硬件描述语言（如VHDL、Verilog）的基本语法、结构和用法。
4.电子系统设计流程：介绍电子系统设计的整个流程，包括需求分析、电路设计、仿真验证、硬件实现等。
5.电子系统性能分析与优化：讲解如何分析电子系统的性能，并提出优化设计的策略。
6.实例分析：通过具体案例，使学生掌握EDA工具在实际工程项目中的应用。
三、教学方法本课程采用讲授法、实践教学法和小组讨论法相结合的教学方法。
1.讲授法：用于讲解EDA的基本概念、原理和工具的使用方法。
2.实践教学法：通过实际操作EDA工具，使学生熟悉电子系统设计流程，提高实际操作能力。
3.小组讨论法：分组进行案例分析，培养学生的团队协作能力和解决问题的能力。
四、教学资源1.教材：选用权威、实用的EDA教材，如《电子设计自动化原理与应用》。
eda课程设计 基于VHDL 的 洗衣机控制器
子信息科学与技术专业课程设计任务书说明：本表由指导教师填写，由教研室主任审核后下达给选题学生，装订在设计（论文）首页1 设计任务及要求（１）设计一个洗衣机控制器，控制洗衣机如下运转:定时启动-正转20秒-暂停10秒-反转10秒-暂停10秒-定时未到回到“正转20秒-暂停10秒-……”,定时到停止；（２）若定时到，则停机发出音响信号；（３）用两个数码管显示洗涤的预置时间（分钟数），按倒计时方式对洗涤过程作计时显示，直到时间到停机；洗涤过程由“开始”信号开始；（４）三只LED灯表示“正转”、“反转”、“暂停”三个状态。
设计出的洗衣机控制器可以实现按预置的时间对衣服进行洗涤，并在结束后发出音响提示。
本次设计分工如下，有预置洗涤时间模块、倒计时减法计数器、状态控制模块、发出音响模块和译码模块。
2设计原理及总体框图（１）设计的总体框图（２）设计总原理洗衣机控制器的设计主要是定时器的设计。
由一片FPGA (Field Programmable Gate Array)和外围电路构成了电器控制部分。
FPGA接收键盘的控制命令，控制洗衣机的进水、排水、水位和洗衣机的工作状态、并控制显示工作状态以及设定直流电机速度、正反转控制、制动控制、起停控制和运动状态控制。
对FPGA芯片的编程采用模块化的VHDL (硬件描述语言)进行设计，设计分为三层实现，顶层实现整个芯片的功能。
顶层和中间层多数是由VHDL的元件例化语句实现。
中间层由无刷直流电机控制、运行模式选择、洗涤模式选择、定时器、显示控制、键盘扫描以及对直流电机控制板进行速度设定、正反转控制、启停控制等模块组成，它们分别调用底层模块。
3 程序设计（１）VHDL语言（VHSIC Hardware Description Language，甚高速集成电路硬件描述语言）是一种设计、仿真、综合的标准硬件描述语言，是对可编程逻辑器件进行开发与设计的重要工具，其优点是：支持自上而下和基于库的设计，支持范围广，具有多层次描述系统硬件功能的能力。
ed与vhdl课程设计
ed与vhdl课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解数字电路设计的基本原理，掌握ED与VHDL语言的基本语法与结构；2. 学会使用VHDL设计简单的数字电路，如加法器、计数器等；3. 了解硬件描述语言在数字系统设计中的应用，理解数字电路的仿真与验证过程。
技能目标：1. 能够运用VHDL语言编写简单的数字电路设计代码；2. 掌握使用EDA工具进行数字电路设计、仿真与验证的基本操作；3. 培养学生分析问题、解决问题的能力，提高创新意识和团队合作精神。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子信息技术领域的兴趣，激发学生探索未知、追求真理的精神；2. 培养学生严谨、踏实的科学态度，注重实践与理论相结合；3. 增强学生的集体荣誉感，培养合作与交流的能力。
本课程针对高年级电子信息技术及相关专业学生，结合课程性质、学生特点和教学要求，将目标分解为具体的学习成果。
通过本课程的学习，使学生能够掌握数字电路设计的基本方法，提高实际操作能力，培养创新意识和团队合作精神，为今后从事电子信息技术领域工作打下坚实基础。
二、教学内容本章节教学内容依据课程目标，紧密结合教材，科学系统地组织以下内容：1. 数字电路设计基础：回顾数字电路的基本原理，重点讲解组合逻辑电路和时序逻辑电路的设计方法。
2. VHDL语言概述：介绍VHDL语言的发展历程、特点及应用领域，阐述VHDL语言的基本结构。
3. VHDL语法与数据类型：详细讲解VHDL的基本语法、数据类型、运算符等，为学生编写VHDL代码打下基础。
4. VHDL实体与结构体：分析VHDL实体声明、端口声明、信号声明等，以及结构体的编写方法。
5. 数字电路设计实例：结合教材，以加法器、计数器等为例，讲解VHDL代码编写和电路设计方法。
6. EDA工具使用：介绍EDA工具的基本操作，包括设计输入、仿真与验证、综合与布局布线等。
7. 课堂实践：安排课堂实践，让学生动手编写VHDL代码，设计简单的数字电路，并进行仿真与验证。
EDA技术与VerilogHDL课程设计
EDA技术与VerilogHDL课程设计EDA（Electronic Design Automation）技术是现代电子产品设计中不可或缺的环节。
EDA技术可以大大提高电路设计的效率和质量，加速产品的开发周期。
近年来，EDA技术得到了快速发展，成为电子工程师必须掌握的技能之一。
在EDA技术的学习中，VerilogHDL是不可或缺的一部分。
VerilogHDL简介VerilogHDL是一种硬件描述语言，可以用于设计数字电路和系统。
它可以描述数字电路的结构、行为和时序，可以用于描述数字电路中的元件、模块和系统。
VerilogHDL可以用于设计各种各样的数字电路，如计算机系统、芯片、通信系统等。
它是目前广泛使用的一种HD（Hardware Description）语言。
VerilogHDL提供了一种简单、清晰的方式来描述数字电路的功能和行为。
它可以将数字电路分解成各种不同的部分，使用模块化的方法进行设计。
同时，VerilogHDL也提供了强大的模拟和验证工具，可以在设计和开发过程中进行仿真和调试。
因此，VerilogHDL已经成为数字电路设计中不可或缺的一部分。
EDA技术与数字电路设计EDA技术主要包括从原理图到物理图的设计流程、电路仿真和验证、逻辑综合、布局布线等技术。
这些技术可以大大提高电路设计的效率和质量。
在EDA技术中，数字电路设计是其中一个重要的环节。
数字电路设计可以分为三个步骤：设计、仿真和验证。
设计包括电路结构设计和源代码的编写。
仿真是为了验证设计的正确性和可靠性。
验证是为了确保电路设计满足规格，并能够在现实环境中稳定运行。
EDA技术在数字电路设计中的运用非常广泛。
它可以大大简化设计过程，提高设计的效率和质量。
在EDA技术中，VerilogHDL是不可或缺的一部分。
它可以用来描述数字电路的结构、功能和时序。
同时，VerilogHDL也提供了强大的仿真和验证工具，可以帮助设计者进行电路仿真和验证，提高电路设计的质量和可靠性。
EDA技术实用教程第五章_VHDL设计初步
Signals vs. Variables
UTILITY:
SIGNALS
Represent Circuit Interconnect
Entity test1 is port (clk : in bit;
d : in bit; q : out bit); end test1; architecture body of test1 is signal q1 : bit ; begin process (clk，d) begin if (clk = ‘1’) then q1 <= d; end if; q <= q1 ; end process; end body;
How Many Registers?
ENTITY reg1 IS PORT ( d : in BIT; clk : in BIT; q : out BIT);
END reg1;
ARCHITECTURE reg1 OF reg1 IS SIGNAL a, b : BIT; BEGIN
PROCESS (clk) BEGIN IF clk='1' AND clk’event THEN
D触发器
ARCHITECTURE bhv OF DFF1 IS
SIGNAL Q1 : STD_LOGIC ; --类似于在芯片内部定义一个数据的暂存节点
BEGIN
PROCESS (CLK)
BEGIN
IF CLK'EVENT AND CLK = '1'
THEN Q1 <= D ;
END IF; Q <= Q1 ;
注意，此语句必须加入
4位加法 计数器
7段译码器
信
配套课件 EDA技术与VHDL程序设计基础教程
它支持原理图、VHDL和Verilog 语言文本输入方式和波形或EDIF 格式的文件作为输入，且支持这 些文件的混合设计。
Quartus II的GUI界面
EDA技术与VHDL程序开发基础教程
五、EDA集成开发工具
ISE+ModelSim
ispLEVER
EDA技术与VHDL程序开发基础教程
。（b）中三条竖线A、B、C也为输入线，输入到或门的横线为和线。和线与
输入线的交叉点为编程点。
当输入线与和线相连通时，
在编程点处以“×”表示。
Y=AB
可以看出，图中电路表示
Y=A+B+C
的逻辑表达式分别为Y=AB
和Y=A+B+C。
ABC
ABC
(a)
(b)
EDA技术与VHDL程序开发基础教程
三、 CPLD的基本结构和工作原理
EDA技术与VHDL程序开发基础教程
第1章 EDA概述
重点内容：
EDA技术发展和应用 EDA工程设计流程 EDA集成开发工具
EDA技术与VHDL程序开发基础教程
一、EDA工程简介
EDA（Electronic Design Automation）工程是现代电子信息工程领 域中一门发展迅速的新技术。
流程
需求分析
算法设计 （Algorithm Optimization）
构架设计 （Architecture Exploration)
RTL 设计 （RTL Design）
RTL 验证 （RTL Verification)
综合 （Synthesis)
门级验证 （Gate-level Verification)
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EDA技术与VHDL第五版课程设计
课程设计背景
EDA（Electronic Design Automation）技术是电子设计领域的一种重要技术，在现代电子设计中得到广泛应用。
EDA技术可以帮助设计人员提高设计效率、降低
设计成本、提高设计质量等方面的效果。
在电子工程的教学中，引入EDA技术是必不可少的。
VHDL（VHSIC Hardware Description Language）是一种硬件描述性语言，用
于数字电路、数字系统和数字信号处理系统的设计。
在现代电子设计中，VHDL的
应用越来越广泛，为电子设计人员提供了一种快速开发数字电路设计的工具。
因此，在现代电子工程教育中，VHDL的教学也变得十分重要。
本课程设计将结合EDA技术与VHDL第五版的课程内容，提供一种基于FPGA的
数字电路设计方法。
在课程设计中，我们将介绍EDA技术的基本概念及其在数字电路设计中的应用，讲解VHDL语言的基本知识和常用语法，以及将EDA技术与VHDL
语言结合起来，快速开发数字电路的方法。
课程设计目标
本课程设计的主要目标如下：
•帮助学生了解EDA技术的基本概念及其在数字电路设计中的应用；
•帮助学生学习VHDL语言的基本知识和常用语法；
•将EDA技术与VHDL语言结合起来，快速开发数字电路的能力；
•提高学生的实际操作能力，培养学生的创新能力和实践能力。
课程设计内容
第一部分 EDA技术基础
本部分主要介绍EDA技术的基本概念、电路模拟和电路仿真、EDA工具的分类、EDA设计流程等内容。
•EDA技术概述
•电路模拟和电路仿真
•EDA工具的分类及其特点
•EDA设计流程
第二部分 VHDL语言基础
本部分主要介绍VHDL语言的基本知识、常用语法和应用范围等内容。
•VHDL语言基础
•VHDL语言常用语法
•VHDL语言应用范围
第三部分 FPGA数字电路设计
本部分主要介绍FPGA数字电路设计的基本知识、常用工具和开发流程等内容。
•FPGA数字电路设计基础
•FPGA数字电路设计常用工具
•FPGA数字电路设计开发流程
第四部分 VHDL语言在FPGA数字电路设计中的应用
本部分主要介绍如何使用VHDL语言在FPGA数字电路设计中快速开发数字电路。
•VHDL语言在FPGA数字电路设计中的应用场景
•VHDL语言在FPGA数字电路设计中的基本应用
第五部分课程实践
本部分结合前面的课程内容，进行实际操作和设计实验，以提高学生的实践能
力和创新能力。
•FPGA数字电路设计实验
•VHDL语言在数字电路设计中的实际应用
课程设计成果
本课程设计的成果包括以下内容：
•课程设计报告，包括课程设计的目标、设计思路、实验结果、问题分析和总结等；
•FPGA数字电路设计作品，包括从电路图设计到FPGA实现的完整过程；
•VHDL语言在数字电路设计中的应用作品，包括VHDL语言代码和相关实验记录；
•个人总结，每个学生对本课程设计的总结和感悟。
课程设计总结
本课程设计结合EDA技术和VHDL语言，为学生提供了一种基于FPGA的数字电
路设计方法。
通过本课程设计的学习和实践，学生可以了解EDA技术在数字电路设计中的应用，学习VHDL语言的基本知识和常用语法，提高数字电路设计能力和实
际操作能力。
针对本课程设计的不足和问题，我们可以通过完善教学内容，加强实践环节等
方式，进一步提高课程设计的效果和质量。