如何使用FPGA实现音乐播放器的设计

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上传日期: 2020-07-31

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  1.1 关于EDA 技术

  随着科学技术的进步,电子器件和电子系统设计方法日新月异,电子设计自动化( Electronics Design Automation,EDA)技术正是适应了现代电子产品设计的要求,吸收了多学科最新成果而形成的一门新技术。现如今掌握EDA 技术是电子信息类专业的学生、工程技术人员所必备的基本能力和技能。

  传统电子电路的设计,首先要对系统进行分析,然后按功能对系统进行划分,接下来就要选择特定芯片, 焊接PCB 电路板,最后对成品PCB 电路板进行调试。这样的设计没有灵活性可言,搭成的系统需要的芯片种类多且数目大,而且对于电路图的设计和电路板的设计都需要很大的工作量,工作难度也很高。然而,随着可编程器件和EDA 技术的发展,传统设计的劣势被克服,采用可编程逻辑器件基于芯片的设计方法,期间的内部逻辑和引脚可以由设计者自行决定,大大提高了设计的灵活性,提高了工作效率;同时,将系统集成在一个芯片上的设计,使系统具有体积小、功耗低、可靠性高等特点。

  EDA 技术的发展大致经历了三个阶段: 20 世纪70 年代的CAD(计算机辅助设计)阶段、20 世纪80 年代的CAE(计算机辅助工程)阶段、20 世纪90 年代后的EDA(电子设计自动化)阶段。以下主要介绍第三个阶段。

  EDA 技术即电子设计自动化技术,它是以可编程逻辑器件(PLD)为载体,以硬件描述语言(HDL) 为主要的描述方式, 以EDA 软件为主要的开发软件的电子设计过程。它主要采用“自顶向下”的设计方法,设计流程主要包括:设计输入、综合、仿真、适配、下载。EDA 技术主要有以下特征:

  (1)高层综合的理论和方法取得进展,从而将EDA 设计层次由RT 级提高到了系统级,并推出了相应的系统级综合优化工具, 大大缩短了复杂ASIC 的设计周期。

  (2) 采用硬件描述语言来描述10 万门以上的设计,并形成了VHDL 和Verilog-HDL 两种标准硬件描述语言。

  (3)采用平面规划技术对逻辑综合和物理版图设计联合管理, 做到在逻辑设计综合早期阶段就考虑到物理设计信息的影响。

  (4)可测性综合设计。

  (5)为带有嵌入式IP 核的ASIC 设计提供软、硬件协同设计工具。

  (6)建立并行设计工具框架结构的集成化设计环境,以适应当今ASIC 规模大而复杂、数字与模拟电路并存、硬件与软件设计并存、产品上市速度快等特点。总而言之, EDA 技术的出现,给电子信息产业带来了革命性的变革。

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