EDA技术实用教程
eda技术实用教程(第四版)课件9
实验与设计
9-1 乐曲硬件演奏电路设计
（1）实验目的： （2）实验原理：
实验与设计
9-1 乐曲硬件演奏电路设计
（1）实验目的： （2）实验原理：
实验与设计
9-1 乐曲硬件演奏电路设计
（3）实验内容1： （4）实验内容2： （5）实验内容3： （6）实验内容4： （7）实验内容5： （8）实验内容6： （9）实验内容7： （10）实验报告：5E+系统的演示文件： /KX_7C5EE+/EXPERIMENTs/EXP4_Music/。
EDA技术实用教程
第9章 VHDL结构与要素
9.1 实
体
9.1.1 实体语句结构
9.1 实
体
9.1.2 参数传递说明语句
9.1 实
体
9.1.2 参数传递说明语句
9.1 实
体
9.1.2 参数传递说明语句
9.1 实
体
9.1.3 参数传递映射语句
9.1 实
体
9.1.3 参数传递映射语句
9.1 实
3. WORK库
4. VITAL库
9.4 VHDL库
9.4.2 库的用法
9.5 VHDL程序包
9.5 VHDL程序包
9.5 VHDL程序包
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
（b）硬件语言设计目标流程
VHDL综合器运行流程 综合向下设计方法 的自顶向下设计方法
自顶向下的设计流程: 自顶向下的设计流程
1．设计说明书 5．前端功能仿真 9．结构综合
2．建立VHDL行为模型
6．逻辑综合
10．门级时序仿真
3．VHDL行为仿真
7．测试向量生成
手工设计方法的缺点是： 手工设计方法的缺点是： 复杂电路的设计、调试十分困难。 1)复杂电路的设计、调试十分困难。 如果某一过程存在错误， 2) 如果某一过程存在错误 ， 查找和修 改十分不便。 改十分不便。 设计过程中产生大量文档， 3) 设计过程中产生大量文档 ， 不易管 理。 对于集成电路设计而言， 4) 对于集成电路设计而言 ， 设计实现 过程与具体生产工艺直接相关， 过程与具体生产工艺直接相关 ， 因此 可移植性差。 可移植性差。 5) 只有在设计出样机或生产出芯片后 才能进行实测。 才能进行实测。
11．硬件测试
4．VHDL-RTL级建模
8．功能仿真
12．设计完成
1.6 EDA与传统电子设计方法的比较 与传统电子设计方法的比较
EDA技术有很大不同： 技术有很大不同： 技术有很大不同 采用硬件描述语言作为设计输入。 1)采用硬件描述语言作为设计输入。 (Library)的引入 的引入。 2)库(Library)的引入。 设计文档的管理。 3)设计文档的管理。 强大的系统建模、电路仿真功能。 4)强大的系统建模、电路仿真功能。 具有自主知识产权。 5)具有自主知识产权。 开发技术的标准化、规范化以及IP IP核的可利用 6)开发技术的标准化 、规范化以及 IP核的可利用 性。 7)适用于高效率大规模系统设计的自顶向下设计 方案。 方案。 全方位地利用计算机自动设计、 8)全方位地利用计算机自动设计、 仿真和测试技 术。 对设计者的硬件知识和硬件经验要求低。 9)对设计者的硬件知识和硬件经验要求低。 10)高速性能好。 10)高速性能好。 11)纯硬件系统的高可靠性。 11)纯硬件系统的高可靠性。
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
eda技术实用教程
eda技术实用教程Part 1 EDA技术实用教程数据预处理一直是数据科学家中重要的任务之一。
因此，掌握数据预处理技能是必要的，而EDA(探索性数据分析)要比其他技术更为必要。
在这篇文章中，我们将介绍EDA的概念以及如何运用它来处理数据集。
我们还将介绍一些流行的EDA工具，以及如何在Python中使用这些工具。
探索性数据分析EDA是指探索性数据分析，是指分析数据以了解其特性的过程。
它有助于数据科学家洞察数据的基本特征，并为进一步的预测或分类建模做好准备。
EDA可以发现数据集中的异常值、缺失值或异常分布。
EDA工具大部分是可视化工具，能够帮助数据科学家更好地理解数据集。
EDA的主要目标如下：1.理解数据集的基本特征2.识别异常值和缺失值3.确定不同特征之间的关系4.绘制可视化图表，揭示数据分布模式EDA的实践在本节中，我们将介绍如何使用Python实施EDA技术。
安装Python和Jupyter Notebook首先，您应该安装Python和Jupyter Notebook。
这些是数据科学家日常工作所需的。
安装pandas和matplotlib在开始EDA之前，您需要确保安装了pandas和matplotlib这两个库。
它们是Python中的重要数据科学库，可以帮助您方便地读取和可视化数据。
pip install pandaspip install matplotlib读取数据集下面是一个读取数据集的例子。
import pandas as pddata=pd.read_csv("data.csv")数据集可视化在这里，我们将介绍如何使用Python中的matplotlib 库来可视化数据集。
散点图散点图是一个可视化数据关系的好方法。
在Python中，可以使用以下代码为两个变量(x和y)绘制散点图。
import matplotlib.pyplot as pltx=data['x']y=data['y']plt.scatter(x,y)plt.show()我们可以看到，在数据集中，x和y有一个很强的正相关关系。
EDA 技术实用教程 第6章
变量赋值的一般表述如下： 变量赋值的一般表述如下： 目标变量名 := 表达式
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KX
6.1 数据对象
6.1.3 信号
SIGNAL 信号名： 数据类型 := 初始值 ； 信号名： 时间量; 目标信号名 <= 表达式 AFTER 时间量 SIGNAL a，b，c，y，z: INTEGER ； ， ， ， ， ... PROCESS (a，b，c) ， ， BEGIN y <= a + b ; z <= c – a ; y <= b ； END PROCESS ;
KX
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6.1.4 进程中的信号与变量赋值
电路（ 综合） 图6-3 例6-6的RTL电路（Synplify综合） 康芯科技 的 电路 综合
KX
6.1.4 进程中的信号与变量赋值
电路（ 综合） 图6-4 例6-7的RTL电路（Synplify综合） 的 电路 综合
KX
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6.1 数据对象
) ;
THEN
KX
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6.1 数据对象
6.1.4 进程中的信号与变量赋值
D1
D
Q
D
Q
D
Q
Q1
D1 CLK
D
Q
Q1
CLK
图6-1 例6-3的RTL电路 的 电路 图6-2 D触发器电路 触发器电路
KX
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6.1.4 进程中的信号与变量赋值
【例6-4】 】 LIBRARY IEEE ; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL ; ENTITY DFF3 IS PORT ( CLK,D1 : IN STD_LOGIC ; Q1 : OUT STD_LOGIC END ; ARCHITECTURE bhv OF DFF3 IS BEGIN PROCESS (CLK) VARIABLE A,B : STD_LOGIC ; BEGIN IF CLK'EVENT AND CLK = '1' A := D1 ; B := A ; Q1 <= B ; END IF; END PROCESS ; END ;
EDA 技术实用教程
EDA 技术实用教程QuartusII 应用向导5.1 基本设计流程5.1.1 建立工作库文件夹和编辑设计文件图5-1 选择编辑文件的语言类型，键入源程序并存盘5.1.2 创建工程图5-2 利用“New Preject Wizard”创建工程cnt10图5-3 将所有相关的文件都加入进此工程图5-4 选择目标器件EP2C5T144C8图5-5 将Max+plusII工程转换为QuartusII工程5.1.3 编译前设置图5-6 选择目标器件EP2C5T144C8图5-7选择配置器件的工作方式图5-8 选择配置器件和编程方式5.1.4 全程编译图5-9 全程编译后出现报错信息5.1.5 时序仿真图5-10 选择编辑矢量波形文件图5-11 波形编辑器图5-12 设置仿真时间长度图5-13 vwf激励波形文件存盘图5-14 向波形编辑器拖入信号节点图5-15 设置时钟CLK的周期图5-16 选择总线数据格式图5-17设置好的激励波形图图5-18 选择仿真控制图5-19 仿真波形输出图5-20 选择全时域显示5.1.6 应用RTL电路图观察器图5-21 cnt10工程的RTL电路图5.2 引脚设置和下载5.2.1 引脚锁定图5-22 GW48实验系统模式5实验电路图图5-23 Assignment Editor编辑器图5-24 两种引脚锁定对话框5.2.2 配置文件下载图5-25 选择编程下载文图5-26加入编程下载方式图5-27 双击选中的编程方式名图5-28 ByteBlasterII编程下载窗5.2.3 AS模式编程配置器件图5-29 ByteBlaster II接口AS模式编程窗口5.2.4 JTAG间接模式编程配置器件图5-30 选择目标器件EP2C5T144图5-31 选定SOF文件后，选择文件压缩图5-32 用JTAG模式对配置器件EPCS1进行间接编程5.2.5 USB Blaster编程配置器件使用方法图5-33 安装USB驱动程序图5-34 设置JTAG硬件功能图5-35 在In-System Memory Content Editor中使用USB Blaster 5.3 嵌入式逻辑分析仪使用方法1．打开SignalTap II编辑窗图5-36 SignalTap II编辑窗2．调入待测信号3．SignalTap II参数设置图5-37 SignalTap II编辑窗4．文件存盘图5-38 设定SignalTap II与工程一同综合适配5．编译下载6．启动SignalTap II进行采样与分析图5-39 下载cnt10.sof并准备启动SignalTap II图5-40 SignalTap II采样已被启动7．SignalTap II的其他设置和控制方法图5-41 SignalTap II数据窗设置后的信号波形5.4 原理图输入设计方法5.4.1 设计流程1. 为本项工程设计建立文件夹假设本项设计的文件夹取名为adder，路径为：d:\adder。
EDA技术实用教程第二版课程设计
EDA技术实用教程第二版课程设计EDA（Electronic Design Automation）是一种电子设计自动化技术，旨在提高电路设计的效率和准确性。
EDA 类软件工具覆盖了从原理图到布局的整个电路设计过程，并支持从模拟到数字电路设计和 FPGA 开发。
本文旨在介绍 EDA 技术的相关实用教程，帮助初学者更好地掌握该技术。
在第二版中，我们将会以课程设计的形式展示这些实用教程。
第一章电路设计基础电路设计是一个非常复杂的过程，需要掌握一定的电路设计基础知识。
课程设计的第一章节会介绍一些基础知识。
1.1 电子元器件与电路在学习电路设计之前，我们需要了解一些电子元器件的基本知识。
在 EDA 软件中，我们可以选择需要的元器件并进行设计。
1.2 原理图设计原理图是电路设计的基础。
在 EDA 软件中，我们可以通过画原理图的方式来完成电路设计。
该部分将会详细介绍原理图设计的流程与注意事项。
第二章 PCB 设计PCB（Printed Circuit Board）也是电路设计的重要组成部分。
在 EDA 软件中，我们可以使用 PCB 设计工具完成 PCB 设计。
本章节将会介绍关于 PCB 设计的相关技巧与实用教程。
2.1 PCB 布局设计在 PCB 设计中，布局设计是非常重要的一步。
良好的布局设计可以减小电路杂散耦合、减小交叉干扰、增大分布容量等。
该部分将会详细介绍布局设计的注意事项。
2.2 PCB 元件布局元件布局是 PCB 设计的重要部分，需要根据电路的要求进行选取和布局。
该部分将会介绍 PCB 元件布局的技巧与实用教程。
第三章 FPGA 开发FPGA（Field Programmable Gate Array）是一种可编程逻辑芯片，广泛应用于数字电路设计领域。
在 EDA 软件中，我们可以使用 FPGA 开发工具进行 FPGA 设计。
本章节将会介绍关于 FPGA 开发的相关技巧与实用教程。
3.1 Verilog 语言入门Verilog 语言是 FPGA 开发中常用的一种硬件描述语言，也是我们必须掌握的一部分。
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5.1.6 应用RTL电路图观察器
图5-21 cEnDAt技1术0实工用教程程的RTL电路图
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5.2.1 引脚锁定
图5-22 GW48ED实A技验术实系用教统程 模式5实验电路图
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5.2 引脚设置和下载
5.2.1 引脚锁定
图5-23 AEsDsAi技g术n实m用教en程t Editor编辑器
5.3 嵌入式逻辑分析仪使用方法
4．文件存盘
图5-38 设定SignEaDlAT技a术p实用I教I与程 工程一同综合适配
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5.3 嵌入式逻辑分析仪使用方法
5．编译下载 6．启动SignalTap II进行采样与分析
图5-39 下载cnt10.sof并准备启动SignalTap II
图5-29 ByteBlaster II接口AS模式编程窗口
EDA技术பைடு நூலகம்用教程
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5.2 引脚设置和下载
5.2.4 JTAG间接模式编程配置器件
图5-30 选择目ED标A技器术实件用教E程P2C5T144
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5.2.4 JTAG间接模式编程配置器件
图5-31 选定SOEDFA技文术实件用教后程，选择文件压缩
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5.1 基本设计流程
5.1.5 时序仿真
图5-18 选择ED仿A技术真实用控教程制
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5.1 基本设计流程
5.1.5 时序仿真
图5-19 仿真EDA波技术形实用输教程出
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5.1 基本设计流程
5.1.5 时序仿真
图5-20 选择全时域显示
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5.2 引脚设置和下载
5.2.1 引脚锁定
图5-24 两种引ED脚A技锁术实定用教对程 话框
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5.2 引脚设置和下载
5.2.2 配置文件下载
图5-25 选E择DA技编术实程用教下程 载文
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5.2 引脚设置和下载
5.2.2 配置文件下载
图5-26加入EDA编技术程实用下教程载方式
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第5 章 QuartusII
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5.1 基本设计流程
5.1.1 建立工作库文件夹和编辑设计文件
图5-1 选择编辑文件的语言类型，键入源程序并存盘
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5.1 基本设计流程
5.1.2 创建工程
图5-2 利用“New PrejeEDcAt技W术实i用z教a程rd”创建工程cnt10
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5.2 引脚设置和下载
5.2.4 JTAG间接模式编程配置器件
图5-32 用JTAG模式对配置器件EPCS1进行间接编程
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5.2.5 USB Blaster编程配置器件使用方法
图5-33 安装EUDAS技术B实驱用教动程 程序
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5.2 引脚设置和下载
5.2.5 USB Blaster编程配置器件使用方法
图5-34ED设A技置术实J用T教程AG硬件功能
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5.2 引脚设置和下载
5.2.5 USB Blaster编程配置器件使用方法
K 图5-35 在In-System MemEoDrAy技术C实o用n教t程ent Editor中使用USB Blaster 康芯科技 X
5.3 嵌入式逻辑分析仪使用方法
1．打开SignalTap II编辑窗
图5-36ESDAig技n术实a用lT教a程p II编辑窗
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5.3 嵌入式逻辑分析仪使用方法
2．调入待测信号 3．SignalTap II参数设置
图5-37 ESDAig技n术实a用lT教a程p II编辑窗
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5.3 嵌入式逻辑分析仪使用方法
6．启动SignalTap II进行采样与分析
图5-40 SignalTap II采样已被启动
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5.2 引脚设置和下载
5.2.2 配置文件下载
图5-27 双E击DA技选术实中用教的程 编程方式名
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5.2 引脚设置和下载
5.2.2 配置文件下载
图5-28 ByEDteA技B术l实a用st教e程rII编程下载窗
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5.2 引脚设置和下载
5.2.3 AS模式编程配置器件
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5.1 基本设计流程
5.1.3 编译前设置
图5-6 选择目标E器DA技件术实E用P教程2C5T144C8
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5.1 基本设计流程
5.1.3 编译前设置
图5-7选择ED配A技置术实器用教件程 的工作方式
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5.1 基本设计流程
5.1.3 编译前设置
图5-8 选择ED配A技术置实用器教程件和编程方式
5.1 基本设计流程
5.1.5 时序仿真
图5-15 设置ED时A技术钟实用C教L程K的周期
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5.1 基本设计流程
5.1.5 时序仿真
图5-16 选择ED总A技术线实用数教程据格式
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5.1 基本设计流程
5.1.5 时序仿真
图5-17设置好的激励波形图
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5.1 基本设计流程
5.1.5 时序仿真
图5-12 设置仿真时间长度
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5.1 基本设计流程
5.1.5 时序仿真
图5-13 vwfE激DA技励术实波用教形程 文件存盘
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5.1.5 时序仿真
图5-14 向波ED形A技术编实用辑教程器拖入信号节点
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5.1 基本设计流程
5.1.2 创建工程
图5-3 将所有相关的E文DA技件术实都用教加程 入进此工程
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5.1 基本设计流程
5.1.2 创建工程
图5-4 选择目标器ED件A技E术实P用2教C程5T144C8
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5.1 基本设计流程
5.1.2 创建工程
图5-5 将Max+pluEsDIA技I工术实程用教转程 换为QuartusII工程
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5.1.4 全程编译
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图5-9 全程编译后出现报错信息
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5.1 基本设计流程
5.1.5 时序仿真
图5-10 选择ED编A技术辑实用矢教程量波形文件
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5.1 基本设计流程
5.1.5 时序仿真
图5-11 波形ED编A技术辑实用器教程
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