EDA多功能彩灯课程设计.docx
EDA多功能彩灯课程设计目录目录1第一章引言21.1EDA技术及其发展21.2EDA技术的特点和优势21.3EDA技术的设计方法3其次章彩灯电路限制设计32.1设计要求12第一章引言1.1ED技术及其发展电子设计自动化EfM（ElectronicDesignAutomation）技术的发展和普及给数字系统的设计带来了革命性的变更。它作为现代电子设计技术的核心，依靠于功能强大的计算机，在EDA工具软件平台上，对以硬件描述语言HDKHardwareDescription1.anguage）为系统逻辑描述手段完成的设计文件，自动地完成逻辑化简、逻辑分割、逻辑综合、结构综合（布局布线），以及逻辑优化和仿真测试等项功能，直至实现既定性能的电子线路系统功能。EDA技术在21世纪后，得到更大的发展，突出表现在以下几个方面：使电子设计成果以自主学问产权的方式得以明确表达和确认成为可能。在仿真验证和设冲两方面都支持标准硬件描述语言的功能强大的ED软件不断推出。电子技术全方位进入EDA时代，数字技术日益成熟，传统电路系统设计建模理念也发生重大的变更：软件无线电技术的崛起，模拟电路系统硬件描述语言的表达和设计的标准化，系统可编程模拟蹈件的出现，数字信号处理和图像处理的全硬件实现方案的普遍接受，软硬件技术和功能及其结构的进一步融合等。EDA使得电子技术领域各学科的界限更加模糊，更加互为包涵，如模拟与数字、软件与硬件、ASIC与FPGA等。软硬件IP核在电子行业的产业领域、技术领域和设计应用领域得到进一步确认和广泛的应用。1.2 EDA技术的特点和优势EDA技术的基本特征是采纳高级语言描述，具有系统级仿真和综合实力。它采纳自顶向下的设计方法，与传统的基于标准逻辑器件的日底向上数字系统设计方法相比，EDA技术具有以下特点：用软件的方式设计硬件。从设计输入到下载配置前的整个过程几乎不涉及硬件，通过软件方式修改硬件设计。设计全程，包括电路系统描述、硬件设计、仿真测试、综合、调试、软件设计，直至硬件系统都由计算机完成。目标系统可现场编程，在线升级：集成度更高，可构建片上系统。对设计人员的硬件学问要求低，通过ED工具，即使设计人员不熟识各种半导体工艺，也能完成电子系统的设计。它基于芯片，大量运用大规模可编程逻辑器件，以缩短产品的上市时间，提高产品性能、缩小产品体积、降低产品消耗；它广泛运用现代计算机技术，提高电子设计臼动化程度，缩短开发周期，提高品竞争力。闪耀的彩灯在消遣场所、餐饮等口常生活环境中应用广泛，彩灯的亮、灭具有肯定的周期和规律，采纳EDA技术简单设计和修改其限制电路。1.3 EDA技术的设计方法EDA技术是将传统的搭积木式设计模式变为H顶而下的设计模式，设计人员通过计算机和EDA开发工具即可设计和开发出各种功能电路。EDA技术从系统总体动身，自上而下地逐步细化设计内容，最终完成系统设计。它包拈下面几个设计步骤：1 .设计打算。依据设计要求，选取合适的设计方案和器件类型，对系统功能细化，合理划分功能模块，画出功能框图。2 .设计输入。选取原理图、硬件描述语言等进行设计输入。3 .功能仿真。通过建立波形文件和测试向量，在编译前对设评的电路进行逻辑功能验证，此时的仿真没有考虑延时信息。4 .设计处理。编译软件将对设计输入文件进行逻辑化简、综合优化、适配和分割、布局布线，最终产生编程文件。5 .时序仿真。考虑延时信息，分析系统和各模块时序关系，估计设计的性能，检查和消退竞争冒险。6 .器件编程测试。将仿真胜利后适配器产生的配置文件通过编程滞或下载电缆写入目标芯片，并对硬件系统进行检查、测试。其次章彩灯电路限制设计2.1设计要求基于EDA技术，利用Alter公司的可编程器件EP1K30TC144-3和MaXPlUSIl软件平台，设计一个多功能彩灯限制电路，限制16个彩灯周期性地自动变更显示模式并且能够变更显示频率。这里设用发光二极管模拟彩灯，用两个按键来限制频率选择和亮灯花样选择。显示频率分设为时钟信号的频率的八分频、四分频、二分频和其本身频率。彩灯设为四组闪耀形式，详细如下：第一组灯亮默认为从1.EDO到1.ED15依次单独循环灯亮；其次组灯亮状况依次为全亮，1.EDO到1.ED7这8个彩灯亮，1.EDO到1.ED3这4个彩灯亮，1.EDO到1.EDl这2个彩灯亮，全不亮,1.EDO到1.EDl这2个彩灯亮，1.EDO到1.ED3这4个彩灯亮，1.EDO到1.ED7这8个彩灯亮，1.EDO到1.ED9这10个彩灯亮，1.EDO到1.EDll这12个彩灯亮，1.EDO到1.EDI3这14个彩灯亮，全亮,1.ED6到1.ED9这4个彩灯亮，1.ED5到1.EDIo这6个彩灯亮，1.ED4到1.EDll这8个彩灯亮，1.ED3到1.ED12这10个彩灯亮.第三组灯亮状况依次为：1.EDO和1.ED15亮,1.EDO、1.EDl和1.EDI5、1.ED14亮，1.EDO、1.EDl1.ED2和1.EDI5、1.EDI4、1.ED13亮，1.EDO、1.ED1、1.ED2、1.ED3和1.EDI5、1.EDlk1.EDI3、1.ED12亮，1.EDO、1.ED1、1.ED2、1.ED3、1.ED4和1.EDI5、1.EDI4、1.EDl3、1.EDI2、1.EDll亮，1.EDO、1.ED1、1.ED2、1.ED3、1.ED4、1.ED5和1.EDl5、1.EDI4、1.EDl3、1.EDI2、1.EDlK1.EDlO亮，1.EDO、1.EDh1.ED2、1.ED3、1.ED4、1.ED5、1.ED6和1.EDI5、1.EDl4、1.EDI3、1.EDl2、1.EDl1、1.EDl0、1.ED9亮，全亮，1.EDO、1.ED1、1.ED2、1.ED3、1.ED4、1.ED5、1.ED6和1.EDI5、1.EDI4、1.EDI3、1.EDI2、1.EDl1、1.EDl0、1.ED9亮，1.EDO、1.ED1、1.ED2、1.ED3、1.ED4、1.ED5和1.EDI5、1.EDI4、1.EDI3、1.EDI2、1.EDlK1.EDlO亮，1.EDO、1.EDK1.ED2、1.ED3、1.ED!和1.EDI5、1.EDI4、1.EDI3、1.EDI2、1.EDIl亮，1.EDO、1.EDK1.ED2、1.ED3和1.EDI5、1.EDI4、1.EDI3、1.ED12亮,1.EDO、1.EDK1.ED2和1.EDl5、1.EDI4、1.ED13亮，1.EDO、1.EDl和1.EDI5、1.ED14亮，1.EDO和1.EDI5亮，1.ED2、1.ED3、1.ED6、1.ED7、1.EDl0、1.EDl1、1.EDI4、1.ED15亮。第四组灯亮状况依次为：1.EDk1.ED3、1.ED5、1.ED7、1.ED9、1.EDl1、1.EDl3、1.ED15亮，1.EDO、1.ED2、1.ED4、1.ED6、1.ED8、1.EDl0、1.EDI2、1.ED14亮，1.EDO、1.ED1、1.ED4、1.ED5、1.ED8、1.ED9、1.EDI2、1.EDl3亮，1.ED2、1.ED3、1.ED6、1.ED7、1.EDl0、1.EDl1、1.EDl4、1.ED15亮，1.ED1、1.ED2、1.ED3、1.ED7、1.ED8、1.ED9、1.EDI3、1.EDi4、1.EDI5亮，1.ED4、1.ED5、1.ED6、1.ED7、1.EDI2、1.EDI3、1.EDl4、1.ED15亮，1.ED0、1.ED1、1.ED2、1.ED3、1.ED8、1.ED9、1.EDI0、1.EDll亮，1.ED15和1.ED7不亮其它亮，1.EDI5、1.ED14和1.ED8、1.ED7不亮其它亮，1.EDI5、1.EDl4、1.ED13和1.ED7、1.ED6、1.ED5不亮其它亮，1.EDI5、1.EDl4、1.EDI3、1.ED12和1.ED7、1.ED6、1.ED5、1.ED4不亮其它亮。2.2设计思路彩灯灯亮的的秩序可以通过在对时钟脉冲冲数限制，用十六进制计数器循环计数，来止某一个灯在某个瞬间亮，然后再通过外部按键来限制选择第几组的灯亮状况，用另一个按键来限制选择灯闪耀的频率快慢。用记数器的输出依次访问存储器的各地址单元，将存储的彩灯限制信息通过数据总线依次输出，限制彩灯周期性有序变更。整个系统大体上分为三个部分，即可以实现四种分频的频率计、四选一多路选择器、限制彩灯显示的十六进制计数器。多功能彩灯设计须要先把各个小部分用VHD1.语言编写，然后再画原理图调出各个部分，再连接好电路，编译胜利后，将各个管脚与试验箱上的对应管脚锁定，确认无误后，再将试验图装入试验箱，查看彩灯显示结果。第三章.各个模块的设计3.1四种分频的分频计VHD1.语言1.IBRARYIEEE;USEIEEE.STD_1.OGIC_1164.A1.1.;USEIEEE.STD_1.OGIC_UNSIGNED.A1.1.：ENTITYFENPINISPORT(C1.K:INSTDJOGIC;a,b,c,d:OUTSTD_1.OGIC);END：SIGNA1.C1.K2,C1.K4,C1.K8:ARCHITECTUREbhvOFFENPINISstd_logic；beginui：process(clk)beginifclk,EVENTANDC1.K='1,THENC1.K2=NOTC1.K2;ENDIF;ENDPROCESS;二分频U2:PROCESS(C1.K2)BEGINIFC1.K2'EVENTANDC1.K2='
