1.3　EDA技術(shù)的主要內(nèi)容

EDA技術(shù)的主要內(nèi)容1.1節(jié)已經(jīng)介紹，學(xué)習(xí)可編程技術(shù)，首先必須對(duì)可編程器件有一定的了解；其次是用語(yǔ)言設(shè)計(jì)硬件，必須學(xué)習(xí)一種硬件描述語(yǔ)言；第三是在EDA軟件平臺(tái)上完成設(shè)計(jì)，必須掌握一種EDA開(kāi)發(fā)工具軟件。下面就這三個(gè)方面作一介紹。

（1）可編程邏輯器件

邏輯器件（Logic Device）是用來(lái)實(shí)現(xiàn)某種特定邏輯功能的電子器件。最簡(jiǎn)單的邏輯器件是與門、或門、非門，在此基礎(chǔ)上可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的時(shí)序和組合邏輯功能。

可編程邏輯器件（Programmable Logic Device，PLD）是一種由用戶編程以實(shí)現(xiàn)某種邏輯功能的邏輯器件。PLD已發(fā)展到現(xiàn)在的大規(guī)模可編程邏輯器件，按工作原理分為兩類：FPGA和CPLD。

PLD是電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域中具有活力和發(fā)展前途的一項(xiàng)技術(shù)，它能完成任何數(shù)字電路的功能，上至高性能的CPU，下至簡(jiǎn)單的74系列電路。高集成度、高速度和高可靠性是FPGA/CPLD最明顯的特點(diǎn)，其時(shí)鐘延時(shí)可小至毫秒級(jí)。結(jié)合其并行工作方式，在超高速應(yīng)用領(lǐng)域和實(shí)時(shí)測(cè)控方面有著非常廣闊的應(yīng)用前景。

（2）硬件描述語(yǔ)言

硬件描述語(yǔ)言（Hardware Description Language，HDL）是一種用形式化方法描述數(shù)字電路和系統(tǒng)的語(yǔ)言。利用這種語(yǔ)言，數(shù)字電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)可以自頂向下逐層描述自己的設(shè)計(jì)思想，用一系列分層次的模塊來(lái)表示復(fù)雜的數(shù)字系統(tǒng)。然后利用EDA工具軟件，逐層進(jìn)行仿真驗(yàn)證，經(jīng)過(guò)自動(dòng)綜合工具轉(zhuǎn)換到門級(jí)電路網(wǎng)表。再用開(kāi)發(fā)工具自動(dòng)布局布線，把網(wǎng)表轉(zhuǎn)換為要實(shí)現(xiàn)的具體電路布線結(jié)構(gòu)。

HDL發(fā)展至今并成功地應(yīng)用于設(shè)計(jì)的各個(gè)階段：建模、仿真、綜合和驗(yàn)證等。到20世紀(jì)80年代，已出現(xiàn)了眾多的硬件描述語(yǔ)言，如VHDL、Verilog HDL、Superlog、SystemC、Cynlib C++等，對(duì)設(shè)計(jì)自動(dòng)化起到了極大的促進(jìn)和推動(dòng)作用。20世紀(jì)80年代后期，VHDL和Verilog HDL先后成為IEEE標(biāo)準(zhǔn)，成為硬件描述語(yǔ)言的主流。

（3）EDA工具軟件

目前比較流行的、最大的EDA工具軟件廠家是Xilinx及Altera。

Xilinx的最新工具軟件是ISE Design Suite。

Altera于2015年被Intel收購(gòu)，作為英特爾的新業(yè)務(wù)部門運(yùn)營(yíng)，稱為可編程解決方案事業(yè)部（PSG）。Altera的工具軟件主要有MAX+plusⅡ、QuartusⅡ、Quartus Prime。

MAX+plusⅡ多數(shù)支持原理圖、硬件描述語(yǔ)言及波形等格式的文件作為設(shè)計(jì)輸入，并支持這些文件的任意混合設(shè)計(jì)。它具有門級(jí)仿真器，可以進(jìn)行功能仿真和時(shí)序仿真，能夠產(chǎn)生精確的仿真結(jié)果。在適配之后，生成供時(shí)序仿真用的不同格式的網(wǎng)表文件。它一度成為國(guó)內(nèi)最流行的EDA開(kāi)發(fā)工具，但在10.2版本后Altera不再推出新版本，改為推廣QuartusⅡ，并且MAX+plus不支持新型器件、SOPC Builder、DSP Builder等。本教材以QuartusⅡ?yàn)樗{(lán)本進(jìn)行介紹（詳見(jiàn)第3章）。Quartus Prime是Intel收購(gòu)后的名稱，主要在性能、效率、可用性上有所提升。