EDA技术使用教程 潘松 课后答案 (2).pdf
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2023-02-27
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第一章
1-1 EDA 技术与 ASIC 设计和 FPGA 开发有什么关系? P3~4
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 通常也被称为可编程专用 IC，或可编程 ASIC。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。
1-2 与软件描述语言相比，VHDL 有什么特点? P6
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? P5
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。(3)从 RTL 级表示转换到逻辑门(包括触发器)的表示，
即逻辑综合。(4)从逻辑门表示转换到版图表示(ASIC 设计)，或转换到 FPGA 的配置网表文件，可称为版图综合或结构综合。
综合在电子设计自动化中的地位是什么? 答：是核心地位（见图 1-3）。综合器具有更复杂的工作环境，综合器在接受 VHDL 程序
并准备对其综合前，必须获得与最终实现设计电路硬件特征相关的工艺库信息，以及获得优化综合的诸多约束条件信息；根据工艺库
和约束条件信息，将 VHDL 程序转化成电路实现的相关信息。
1-4 在 EDA 技术中，自顶向下的设计方法的重要意义是什么? P7~10
答：在 EDA 技术应用中，自顶向下的设计方法，就是在整个设计流程中各设计环节逐步求精的过程。
1-5 IP 在 EDA 技术的应用和发展中的意义是什么? P11~12
答：IP 核具有规范的接口协议，良好的可移植与可测试性，为系统开发提供了可靠的保证。
第二章
2-1 叙述 EDA 的 FPGA/CPLD 设计流程。 P13~16
答：1.设计输入(原理图/HDL 文本编辑)；2.综合；3.适配；4.时序仿真与功能仿真；5.编程下载；6.硬件测试。
2-2 IP 是什么?IP 与 EDA 技术的关系是什么? P24~26
IP 是什么? 答：IP 是知识产权核或知识产权模块，用于 ASIC 或 FPGA/CPLD 中的预先设计好的电路功能模块。
IP 与 EDA 技术的关系是什么? 答：IP 在 EDA 技术开发中具有十分重要的地位；与 EDA 技术的关系分有软 IP、固 IP、硬 IP：软
IP 是用 VHDL 等硬件描述语言描述的功能块，并不涉及用什么具体电路元件实现这些功能；软 IP 通常是以硬件描述语言 HDL 源文件的
形式出现。固 IP 是完成了综合的功能块，具有较大的设计深度，以网表文件的形式提交客户使用。硬 IP 提供设计的最终阶段产品：
掩模。
2-3 叙述 ASIC 的设计方法。 P18~19
答：ASIC 设计方法,按版图结构及制造方法分有半定制(Semi-custom)和全定制(Full-custom)两种实现方法。
全定制方法是一种基于晶体管级的，手工设计版图的制造方法。
半定制法是一种约束性设计方式，约束的目的是简化设计，缩短设计周期，降低设计成本，提高设计正确率。半定制法按逻辑实
现的方式不同，可再分为门阵列法、标准单元法和可编程逻辑器件法。
2-4 FPGA/CPLD 在 ASIC 设计中有什么用途? P16,18
答：FPGA/CPLD 在 ASIC 设计中，属于可编程 ASIC 的逻辑器件；使设计效率大为提高，上市的时间大为缩短。
2-5 简述在基于 FPGA/CPLD 的 EDA 设计流程中所涉及的 EDA 工具，及其在整个流程中的作用。 P19~23
答：基于 FPGA/CPLD 的 EDA 设计流程中所涉及的 EDA 工具有：设计输入编辑器（作用： 接受不同的设计输入表达方式，如原
理图输入方式、状态图输入方式、波形输入方式以及HDL 的文本输入方式。）；HDL 综合器（作用：HDL 综合器根据工艺库和约束条件信
息，将设计输入编辑器提供的信息转化为目标器件硬件结构细节的信息，并在数字电路设计技术、化简优化算法以及计算机软件等复
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