分别使用原理图和VHDL语言输入方法设计8位全加器分解

大庆石油学院课程设计

2006年9 月12 日

大庆石油学院课程设计任务书

课程硬件课程设计

题目分别使用原理图和VHDL语言输入方法设计8位全加器

专业计算机科学与技术姓名孟庆军学号040702140408

主要内容、基本要求、主要参考资料等

一、主要内容：

利用EDA-V型实验系统、微机和Maxplus-II软件系统，分别使用原理图和VHDL语言输入方法设计8位全加器。要求利用层次设计方法，首先设计1位半加器，仿真和测试成功后把它保存到元件库中去；之后以1位半加器为底层元件设计1位全加器，仿真和测试成功后把它也保存到元件库中去；最后以1位全加器为基本元件，设计8位全加器的顶层文件，进行仿真和测试。

二、基本要求：

1、熟练掌握EDA软硬件系统的使用方法。

2、设计出8位全加器，精通原理图输入方法，初步学会使用VHDL语言输入方法。

3、学会功能仿真和时序仿真。

4、按照规范写出论文，要求字数在4000字以上，并进行答辩。论文内容包括概述（学习、调研、分

析、设计的内容摘要）、EDA技术的现状和发展趋势、对EDA_V型实验系统和MaxplusII软件的掌握程度、8位全加器设计过程（包括原理图或程序设计、编译、仿真分析、硬件测试的全过程），论文中含有原理图、程序、仿真波形图及其分析报告。

三、主要参考资料：

[1] 潘松.EDA技术实用教程[M].北京：科学出版社, 2003.11-13.

[2] 杨恒.FPGA/CPLD最新实用技术指南[M].北京：清华大学出版社, 2005.20-22.

[3] EDA先锋工作室.Altera FPGA/CPLD设计(基础篇)[M].北京：人民邮电出版社2005.32-33.

[4] 求是科技.CPLD/FPGA应用开发技术与工程实践[M].北京：人民邮电出版社2005. 55-58.

[5] 潘松.SOPC技术实用教程[M] .清华大学出版社.2005.1-15.

完成期限第28周

指导教师

专业负责人年月日

大庆石油学院课程设计成绩评价表

指导教师：年月日

摘要

本文介绍了利用EDA-V硬件系统和微机上的MaxPlus-I I等软件系统，分别使用原理图和VHDL语言输入方法设计8位全加器。利用层次设计方法，设计底层文件一个一位半加器；设计顶层文件一个一位全加器；设计顶层文件8位全加器。

VHDL的英文全名是Very-High-Speed Integrated Circuit HardwareDescription 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。自IEEE 公布了VHDL的标准版本，IEEE-1076（简称87版）之后，各EDA公司相继推出了自己的VHDL设计环境，或宣布自己的设计工具可以和VHDL接口。此后VHDL在电子设计领域得到了广泛的接受，并逐步取代了原有的非标准的硬件描述语言。1993年，IEEE对VHDL进行了修订，从更高的抽象层次和系统描述能力上扩展VHDL的内容，公布了新版本的VHDL，即IEEE标准的1076-1993版本，（简称93版）。现在，VHDL和Verilog作为IEEE的工业标准硬件描述语言，又得到众多EDA公司的支持，在电子工程领域，已成为事实上的通用硬件描述语言。有专家认为，在新的世纪中，VHDL于Verilog语言将承担起大部分的数字系统设计任务。

EDA技术的发展史、简单说明MaxPlus-II的使用过程，阐述了8位全加器的设计与实现的相关过程，包括设计的基本原理，实现的相关细节，分析系统的重点与难点等相关技术问题，完成8位全加器的全部设计，并且进行测试及分析结果。

关键词：EDA（电子设计自动化）；VHDL（硬件描述语言）

目录

第1章概述 (6)

1.1EDA的概念 (6)

1.2EDA的工作平台 (7)

第2章原理图法八位全加器的设计 (8)

2.1加法器的系统分析 (8)

2.2八位全加器的设计过程 (8)

2.3设计过程 (9)

第3章 VHDL语言法设计八位全加器 (11)

3.1用VHDL语言设计半加器 (11)

3.2用VHDL语言设计一位全加器 (12)

3.3用VHDL语言设计八位全加器 (12)

结论 (14)

参考文献 (15)

第1章概述

1.1 EDA的概念

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。

现在对EDA的概念或范畴用得很宽。包括在机械、电子、通信、航空航天、化工、矿产、生物、医学、军事等各个领域，都有EDA的应用。目前EDA技术已在各大公司、企事业单位和科研教学部门广泛使用。例如在飞机制造过程中，从设计、性能测试及特性分析直到飞行模拟，都可能涉及到EDA技术。本文所指的EDA技术，主要针对电子电路设计、PCB设计和IC设计。EDA 设计可分为系统级、电路级和物理实现级。

利用EDA工具，电子设计师可以从概念、算法、协议等开始设计电子系统，大量工作可以通过计算机完成，并可以将电子产品从电路设计、性能分析到设计出IC版图或PCB版图的整个过程在计算机上自动处理完成。现在对EDA的概念或范畴用得很广。包括在机械、电子、通信、航空航天、化工、矿产、生物、医学、军事等各个领域，都有EDA的应用[1]。目前EDA技术已在各大公司、企事业单位和科研教学部门广泛使用。例如在飞机制造过程中，从设计、性能测试及特性分析直到飞行模拟，都可能涉及到EDA技术。本次毕业设计课题实现的核心技术即为EDA相关技术.

1.1.1EDA技术及应用

电子设计技术的核心就是EDA技术，EDA是指以计算机为工作平台，融合应用电子技术、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，即IC设计、电子电路设计和PCB设计。EDA技术已有30年的发展历程，大致可分为三个阶段。70年代为计算机辅助设计（CAD）阶段，人们开始用计算机辅助进行IC版图编辑、PCB布局布线，取代了手工操作。80年代为计算机辅助工程（CAE）阶段。与CAD相比，CAE除了有纯粹的图形绘制功能外，又增加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，实现了工程设计。CAE的主要功能是：原理图输人，逻辑仿真，电路分析，自动布局布线，PCB后分析。90年代为电子系统设计自动化（EDA）