电子设计自动化 电子设计自动化 授课教师：何 授课教师：何 旭 旭 第八章 第八章 仿真与综合 仿真与综合 第一节逻辑仿真 第二节电路综合 第一节逻辑仿真 一、仿真级别 行为级：快速构建系统模型并仿真确认 RTL级：功能验证 结构级：多为对综合后的描述或反标注 后的描述进行验证 二、仿真激励的产生 VHDL测试台 文件产生法 命令输入法 第二节逻辑综合 将HDL描述转换为功能符合要求的电路 一、HDL综合 将HDL输入转换为未经优化的布尔方程 二、逻辑综合 ?逻辑优化，减少布尔方程数 ?门级映射 三、约束条件 确定电路综合目标，在满足目标 的前提下使电路规模最小。 综合工具将采用多种电路结构来 实现设计，以获得最佳结果。 约束条件包括： ?面积 ?速度 约束条件包括： ?面积 ?速度 时钟周期 最大路径延迟 建立时间 保持时间 到达时间 约束条件包括： ?面积 ?速度 ?驱动能力 ?负载 ?工作条件、温度 ?可测试性 附件 附件 1： ： VHDL示例程序 示例程序 一、典型结构分析 1.时钟锁存电路 PROCESS (clock) BEGIN IF (clock’event AND clock=‘1’) THEN -- statement END IF; END PROCESS; 2. 同步复位电路 PROCESS (clock) BEGIN IF (clock’event AND clock=‘1’) THEN IF (sync_reset=‘1’) THEN -- statement END IF; END IF; END PROCESS; 3. 异步复位电路 PROCESS （reset, clock) BEGIN IF (reset = ‘1’) THEN -- statement ELSIF (clock’event AND clock = ‘1’) THEN -- statement END IF; END PROCESS; 4. 计数器电路 PROCESS （clock) VARIABLE counter: integer := 0; BEGIN IF (clock’event AND clock = ‘1’) THEN counter := counter + 1; -- statement END IF; END PROCESS; 5. 状态机电路 ARCHITECTURE state_machine OF example IS TYPE four_type IS (A1, A2, A3, A4); SIGNAL next_state : four_type; SIGNAL clock : STD_LOGIC; BEGIN PROCESS (clock) BEGIN IF (clock’event AND clock=‘1’) THEN CASE (next_state) IS WHEN (A1) => next_state <= A2; -- statement WHEN (A2) => next_state <= A3; -- statement WHEN (A3) => next_state <= A4; -- statement WHEN (A4) => next_state <= A1; -- statement END CASE; END IF; END PROCESS; END state_machine; 二、样例程序 例1：书P222 的8255描述 例2：样例程序 附件 附件 2： ： 工具简单使用 工具简单使用 使用的工具： 仿真：Modelsim 综合：Leonardo Modelsim使用： 先用一个文本编辑器编写VHDL程序 vlib work 建库 vcom xxx.vhd 编译 vsim xxx.vhd仿真 在vsim中： view * 打开所有窗口 add wave *加所有信号到波形窗 force clk 0 50, 1 100 –repeat 100 产生100ns周期方波时钟 run 1000运行1000ns