【EDA课件答案详解】
EDA(Electronic Design Automation)即电子设计自动化,是计算机辅助设计在电子工程领域的应用,主要用于数字电路的设计、验证、仿真、综合和实现等环节。本题涉及的知识点包括EDA设计流程、可编程逻辑器件、VHDL语言以及相关术语。
1. **可编程逻辑器件**:
- **CPLD(Complex Programmable Logic Device)**是从GAL(Generic Array Logic)发展而来的,它基于查找表结构,提供相对较少的宏单元但拥有较高的密度和性能。
- **FPGA(Field-Programmable Gate Array)**是一种大规模可编程逻辑器件,其内部包含可配置的逻辑块和连线资源,能够根据设计需求进行编程。
2. **EDA设计流程**:
- **综合(Synthesis)**是关键步骤,将抽象设计层次如HDL(硬件描述语言)转换为门级网表,这一过程与特定硬件结构相关,并且结果不唯一,可以通过综合约束优化设计的性能、速度和面积。
3. **VHDL语言**:
- **进程(PROCESS)**是VHDL中的并发语句,用于描述时序逻辑。进程由说明部分、结构体部分组成,是一个无限循环结构,当其敏感列表中的信号变化时启动。
- **并行语句**包括进程语句、元件例化语句和WHEN...ELSE...语句,CASE语句则属于顺序语句。
- **VHDL变量的作用域**:进程内声明的变量只在该进程中有效,不能在其他进程中使用。
4. **EDA术语解释**:
- **SOPC(System On a Programmable Chip)**:可编程单芯片系统,将整个系统集成在一块芯片上,通常使用FPGA实现。
- **LAB(Logic Array Block)**:逻辑阵列块,是FPGA或CPLD内部的基本构造单元,用于构建逻辑功能。
- **JTAG(Joint Test Action Group)**:边界扫描测试技术,常用于设备的测试、编程和配置,例如通过JTAG接口下载FPGA/CPLD的配置数据。
5. **Moore型和Mealy型状态机**:
- **Moore型**:输出仅取决于当前状态,不依赖于输入信号的变化,输出信号与时钟同步。
- **Mealy型**:输出既与当前状态有关,也与输入信号直接相关,输出可能在时钟边沿之外改变。
6. **VHDL程序填空**:
- 在16位数控分频器的描述中,应使用`IEEE.std_logic_1164`库和`std_logic_unsigned`包。`ENTITY`定义了名为`PULSE16`的实体,其中`CLK`、`LOAD`、`D`和`FOUT`分别为输入时钟、加载信号、输入分频系数和输出脉冲。`ARCHITECTURE`部分包含两个并发进程`P_REG`和`P_DIV`,前者处理计数和溢出,后者根据溢出信号`FULL`生成分频输出`FOUT`。
7. **VHDL程序改错**:
- 程序01至05行是VHDL程序的开始,定义了一个名为`LED7CNT`的实体,但给出的代码片段不完整,缺少实体的端口列表和其他部分,因此无法直接分析错误。
以上是EDA课件中涉及到的主要知识点和概念,这些内容涵盖了EDA设计的基础知识,对于理解和应用EDA工具进行数字系统设计至关重要。