数字集成电路的设计流程.ppt
上传人:天马****23 上传时间:2024-09-11 格式:PPT 页数:29 大小:448KB 金币:10 举报 版权申诉
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设计输入:以电路图或HDL语言的形式形成电路文件;输入的文件经过编译后,可以形成对电路逻辑模型的标准描述;逻辑仿真(功能仿真):对如上形成的逻辑描述加入输入测试信号,检查输出信号是否满足设计要求;在此没有考虑任何时间关系,只是检测逻辑是否有错;系统分割(设计综合):采用特定的设计方法分解实现电路模型,得到电路实际采用的逻辑单元及其相互连接形式;在GA设计时,电路会分割为2-3输入的逻辑单元,在FPGA设计中,分割为4输入逻辑单元,而采用CPLD设计时,则分割为更大的逻辑单元。系统分割(设计综合):采用特定的设计方法分解实现电路模型,得到电路实际采用的逻辑单元及其相互连接形式;在GA设计时,电路会分割为2-3输入的逻辑单元,在FPGA设计中,分割为4输入逻辑单元,而采用CPLD设计时,则分割为更大的逻辑单元。前仿真:采用综合出的电路结构,对每个逻辑单元添加上对应的时间延迟信息;在此基础上进行仿真,检测电路是否存在逻辑或时序错误;电路的布局,定位与布线:对于通过前仿真的电路系统,从全局到局部,进行每个单元的定位以及相关的连线安排;电路参数提取:根据连线的具体长度和负载程度,提取每一根连线的电阻/电容参数,得到相应的时间延迟信息;后仿真:将提取的连线参数代入到电路中,在此基础上进行仿真,检测电路是否存在逻辑或时序错误;CAD阶段(20世纪60-80年代初期)利用计算机辅助进行IC版图编辑、PCB布局布线,取代手工操作。出现大量的软件工具产品。由于各公司独立开发,设计各阶段的软件彼此独立,不能进行系统级的仿真与综合,不利于复杂系统设计。CAE阶段(80年代到90年代初期)各种设计工具,如原理图输入、编译与链接、逻辑模拟、测试码生成、版图自动布局以及各种单元库均已齐全。可以由RTL级开始,实现从设计输入到版图输出的全过程设计自动化。各种底层文本设计语言开始涌现。EDA阶段(20世纪90年代以后)开始追求贯彻整个设计过程的自动化,硬件描述语言(HDL)已经成为广泛使用的标准,设计的工具也已经相对成熟,从设计输入、逻辑综合到各层次的仿真工具都已具备比较完善的性能。设计者可将精力集中于创造性的方案与概念的构思上。在逻辑设计阶段,针对设计的输入编辑、仿真和综合过程,需要使用必要的软件工具进行支持;这种设计工具主要可以分为两类:一类是由PLD的制造商推出的针对特定器件的设计工具;另一类是由专业软件公司推出的针对特定用途的设计工具。由PLD的制造商推出,例如Altera公司的MaxplusII,QuartusII,Xilinx公司的ISE等。这类工具的优点是从设计输入直到器件下载,设计的全过程都能在一个工具中实现,使用非常简单方便;缺点是该类工具以器件综合为目标,对于不能实现直接综合的电路的行为设计不能支持。由专业的工具设计者推出,例如Synplicity公司的综合工具Synplify,ModelTechnology公司的仿真工具ModelSim等。这类工具通常专业性比较强,包容性好,可以最大限度地兼容HDL语言的各种描述,适应从抽象到具体的各种设计方式。缺点是其专用性比较强,使用的简便性不及第一类。仿真工具ModelSim综合工具Synplify设计工具MaxplusII,Quartus仿真工具用于对HDL程序进行仿真,采用软件运算形式对电路功能进行验证;该仿真工具全面支持IEEE常见的各种硬件描述语言标准,支持语言中的各种抽象行为描述,可以用于对电路设计各阶段的仿真。软件安装;点击图标,打开程序;建立项目(Project):File/New/Project为项目命名,并确定路径和工作库;建立源文件:File/New/Source/VHDL;例:设计一个全加器ENTITYfaISPORT(a,b,ci:INbit;co,s:OUTbit);ENDfa;ARCHITECTURErtlOFfaISBEGINs<=axorbxorci;co<=(aandb)or(aandci)or(bandci);endrtl;进行编辑,保存文件:命名/指定路径;在源程序编辑窗口中对已保存的文件进行编译,结果可以在项目窗口中看到;编译完成后,在项目窗口中将文件添加到项目中:Project/AddFiletoProject;在其他工具中编译的文件也可以直接添加到项目中。在项目窗口中,装载设计项目:vsimfulladder;打开波形窗口:viewwave*;将信号端口添加到波形窗口中:addwave*;对各输入信号进行设置:force-repeat20nsa00ns,110nsforce-repeat40nsb00ns,120nsforce-repeat80nsci00ns,140ns设置完毕后,在波