EDA实验指导书.pdf

### EDA实验指导书知识点概览 #### 一、EDA技术概述 1. **EDA (电子设计自动化)**：指的是利用计算机辅助设计(CAD)工具来完成电子系统的硬件设计过程。这些工具可以支持从概念设计到产品制造的整个设计流程。 2. **ISP (在系统可编程)**：指在无需将芯片从电路板上拆卸的情况下即可进行编程的技术，这大大提高了产品的灵活性和维护性。 3. **PAL (可编程阵列逻辑)**：一种早期的可编程逻辑器件，它允许用户通过编程来改变内部逻辑功能，主要用于简单的逻辑电路设计。 4. **GAL (通用阵列逻辑)**：是PAL的升级版本，具有更高的灵活性和更多的特性，例如可配置的宏单元等，使得它可以用于更复杂的逻辑设计。 5. **PLD (可编程逻辑器件)**：泛指一类可以通过外部编程来修改其逻辑功能的集成电路。PLD包括了PAL、GAL、CPLD、FPGA等多种类型。 6. **EPLD (可擦除/电擦除PLD)**：一种可编程逻辑器件，能够被多次编程或擦除，通常采用EPROM或EEPROM作为存储介质。 7. **CPLD (复杂可编程逻辑器件)**：是一种高度集成的PLD，具有更大的规模和更高的集成度，适用于实现较复杂的数字逻辑功能。 8. **FPGA (现场可编程门阵列)**：是一种高度灵活的可编程逻辑器件，通过配置内部逻辑单元和互连线资源来实现特定的逻辑功能。FPGA具有很高的灵活性，广泛应用于各种数字系统设计中。 9. **ASIC (专用集成电路)**：是指为了特定的应用而设计的集成电路，具有高性能、低功耗和小尺寸的优点，但设计成本高且不易修改。 #### 二、Altera公司MaxplusII可编程器件设计软件 1. **软件功能**：MaxplusII是一款由Altera公司提供的用于CPLD/FPGA设计的综合工具套件，支持从设计输入、编译、仿真到编程的整个设计流程。 - **设计输入**：支持多种输入方式，包括原理图输入、文本输入(VHDL/Verilog HDL)和波形输入等。 - **编译与适配**：能够对设计进行编译，并将其适配到具体的可编程器件中。 - **仿真测试**：提供强大的仿真环境，帮助验证设计的正确性。 - **编程与实现**：支持将经过验证的设计下载到目标硬件中。 2. **设计流程**： - **设计项目的输入**：可以选择不同的输入方式来描述设计。 - **项目的编译与适配**：编译过程确保设计符合逻辑要求，适配则是将设计映射到具体器件上。 - **项目管脚的重新定义**：可以根据实际需要调整I/O端口的位置。 - **项目的仿真校验测试**：通过仿真实现对设计的功能验证。 - **器件编程与硬件实现**：最终将设计编程到硬件中实现其功能。 3. **设计输入方法**： - **原理图设计输入法**：通过图形界面直观地绘制电路图。 - **文本设计输入(VHDL)**：使用硬件描述语言编写代码来描述电路行为。 - **波形输入法**：通过预定义的时间序列来描述电路的行为。 - **层次化设计输入法**：支持模块化设计，通过组合多个子模块来构建复杂的系统。 4. **MaxplusII软件设计与应用举例**：提供了多个案例来展示如何使用MaxplusII进行设计。 #### 三、实验开发系统简介 1. **实验系统概述**：介绍了实验平台的整体架构和技术特点。 2. **实验系统硬件组成及资源介绍**：详细列出了实验板上可用的硬件资源，包括处理器、存储器、输入输出设备等。 3. **CPLD/FPGA下载板适配器使用说明**：解释了如何使用适配器将设计下载到CPLD/FPGA中。 4. **配套软件说明**：介绍了配合硬件使用的软件工具及其使用方法。 5. **硬件的安装与使用**：提供了硬件安装步骤和使用指南。 #### 四、实验部分 实验部分列举了多个实验案例，涵盖了矩阵键盘控制接口设计、电子色子游戏机设计、数字时钟设计等多个方面，每个实验都详细说明了设计思路、实现方法以及预期结果，旨在通过实践加深对EDA技术和CPLD/FPGA的理解与应用能力。 《EDA实验指导书》全面覆盖了从理论到实践的各个方面，不仅介绍了基本概念和技术细节，还提供了丰富的实验案例来帮助读者掌握EDA设计方法和技术要点，是一本非常实用的学习资料。