數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)-復(fù)習(xí)

1、1.數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)概論1.1數(shù)字系統(tǒng)的概念是指對(duì)數(shù)字信息進(jìn)行存儲(chǔ)、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(jì)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(jì)算機(jī)工作平臺(tái)而開發(fā)出來的一整套先進(jìn)的設(shè)計(jì)電子系統(tǒng)的軟件工具。三個(gè)發(fā)展階段三個(gè)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(jì)（3）開放性和標(biāo)準(zhǔn)化（4）庫(kù)的引入（5）支持“自頂向下”設(shè)計(jì)方法系統(tǒng)設(shè)計(jì)層次：系統(tǒng)設(shè)計(jì)層次：（1）板圖級(jí)(物理級(jí))（2）邏輯門級(jí)（3）寄存器傳輸

3、級(jí)（4）行為級(jí)（5）系統(tǒng)級(jí)1.2.2數(shù)字系統(tǒng)的兩種設(shè)計(jì)思路：（1）自底向上法）自底向上法(Bottomup(Bottomup設(shè)計(jì))設(shè)計(jì)過程從最底層設(shè)計(jì)開始。設(shè)計(jì)系統(tǒng)硬件時(shí)，首路設(shè)計(jì)，完成系統(tǒng)中各獨(dú)立功能模塊的設(shè)計(jì)，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(jì)時(shí)，缺乏對(duì)整個(gè)電子系統(tǒng)總體性能的把握，在整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(jì)周期長(zhǎng)。（2）自頂向下法）自頂向下法(Top_down(

4、Top_down設(shè)計(jì)設(shè)計(jì))按一定原則將系統(tǒng)分成若干子系統(tǒng)，再將每個(gè)子系統(tǒng)分成若干個(gè)功能模塊，再將每個(gè)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(jì)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(jì)一個(gè)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(xiǎn)。管腳定義的靈活，增加了設(shè)計(jì)的自由度，提高了效率。同時(shí)這種設(shè)計(jì)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(jì)IP(IntellectualProperty)原

6、來的含義是指知識(shí)產(chǎn)權(quán)、著作權(quán)等，在IC設(shè)計(jì)領(lǐng)域則可以理解為完成某種功能的設(shè)計(jì)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(jí)或門級(jí)對(duì)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(shí)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(jì)模塊，它基于一定的設(shè)計(jì)工藝，用戶不能改動(dòng)，用戶得到的硬核僅是產(chǎn)品的功能，