數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計-復(fù)習(xí)

1、1.數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計概論1.1數(shù)字系統(tǒng)的概念是指對數(shù)字信息進(jìn)行存儲、傳輸、處理的電子系統(tǒng)。它的輸入和輸出都是數(shù)字量。通常把門電路、觸發(fā)器等稱為邏輯器件；將由邏輯器件構(gòu)成，能執(zhí)行某單一功能的電路，如計數(shù)器、譯碼器、加法器等，稱為邏輯功能部件；把由邏輯功能部件組成的能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜功能的數(shù)字電路稱數(shù)字系統(tǒng)。數(shù)字系統(tǒng)。數(shù)字系統(tǒng)和功能部件之間的區(qū)別之一之一在于功能是否單一。區(qū)別之二之二在于是否包含控制電路。1.2數(shù)字系統(tǒng)的發(fā)展1.2.1EDA技術(shù):EDA

2、（ElectronicDesignAutomation）立足于計算機(jī)工作平臺而開發(fā)出來的一整套先進(jìn)的設(shè)計電子系統(tǒng)的軟件工具。三個發(fā)展階段三個發(fā)展階段：(1)電子CAD階段；(2)電子CAE階段；(3)EDA階段。EDAEDA技術(shù)的特點(diǎn)技術(shù)的特點(diǎn)：（1）高層綜合和優(yōu)化（2）采用硬件描述語言進(jìn)行設(shè)計（3）開放性和標(biāo)準(zhǔn)化（4）庫的引入（5）支持“自頂向下”設(shè)計方法系統(tǒng)設(shè)計層次：系統(tǒng)設(shè)計層次：（1）板圖級(物理級)（2）邏輯門級（3）寄存器傳輸

3、級（4）行為級（5）系統(tǒng)級1.2.2數(shù)字系統(tǒng)的兩種設(shè)計思路：（1）自底向上法）自底向上法(Bottomup(Bottomup設(shè)計)設(shè)計過程從最底層設(shè)計開始。設(shè)計系統(tǒng)硬件時，首路設(shè)計，完成系統(tǒng)中各獨(dú)立功能模塊的設(shè)計，再把這些功能模塊連接起來，搭建成完整的硬件系統(tǒng)。在進(jìn)行底層設(shè)計時，缺乏對整個電子系統(tǒng)總體性能的把握，在整個系統(tǒng)設(shè)計完成后，如果發(fā)現(xiàn)性能尚待改進(jìn)，修改起來比較困難，因而設(shè)計周期長。（2）自頂向下法）自頂向下法(Top_down(

4、Top_down設(shè)計設(shè)計)按一定原則將系統(tǒng)分成若干子系統(tǒng)，再將每個子系統(tǒng)分成若干個功能模塊，再將每個模塊分成若干小的模塊……直至分成許多可以實(shí)現(xiàn)的基本模塊。1.2.3構(gòu)建數(shù)字系統(tǒng)的方法途徑※專用集成電路專用集成電路——把所設(shè)計的數(shù)字系統(tǒng)做成一整片規(guī)模集成電路，不僅減小了電路的體積、重量、功耗、而且使電路的可靠性大為提高?！鵓LD——完全由用戶自行定義芯片邏輯功能的“通用型”數(shù)字器件。用戶可以借助特定的EDA軟件設(shè)計一個數(shù)字電路或數(shù)字系統(tǒng)

5、，通過該軟件進(jìn)行一系列的操作（仿真綜合適配）后形成特定的二進(jìn)制文件，然后通過專門的編程器或ISP（InSystemProgram）的方式下載到芯片中，使其具備預(yù)期的功能?？梢苑磸?fù)修改，反復(fù)編程，直到完全滿足要求。降低了開發(fā)的風(fēng)險。管腳定義的靈活，增加了設(shè)計的自由度，提高了效率。同時這種設(shè)計減少了所需芯片的種類和數(shù)量，縮小了體積，降低了功耗，提高了系統(tǒng)的可靠性。1.2.4基于IP模塊的設(shè)計IP(IntellectualProperty)原

6、來的含義是指知識產(chǎn)權(quán)、著作權(quán)等，在IC設(shè)計領(lǐng)域則可以理解為完成某種功能的設(shè)計模塊，也可稱為IP核。IP核分為軟核、硬核和固核：軟核、硬核和固核：軟核軟核指的是在寄存器級或門級對電路功能用HDL進(jìn)行描述，表現(xiàn)為VHDL或VerilogHDL代碼。用戶在使用軟核的時候可以修改，以滿足自己所需要的功能。實(shí)現(xiàn)后電路的總門數(shù)在5000門以上。硬核硬核指的是以版圖形式描述的設(shè)計模塊，它基于一定的設(shè)計工藝，用戶不能改動，用戶得到的硬核僅是產(chǎn)品的功能，