课堂教学,24 学时
实验教学,8 学时
学 分,2 学分
课程性质：专业选修课
授课教师 彭良清
课程介绍
<EDA技术 与应用 > 课程讲义
本节内容
1,课程内容介绍
2,先修课程
3,学习本课程的用途
4,参考书籍
5,相关网络资源
6,课时安排
7,考核方式
广义的 EDA概念
? EDA：概念
? Electronic Design Automation（电子设计自动化）
? 包含了 3个方面的内容：
? 设计
? 仿真
? 制造
? 其他领域的应用（ CAD,CAPP）：
? 机械,orCAD
? 建筑，机械、通信、航空航天、军事等
电子工程领域的 EDA
?EDA：电子设计自动化
1.Electronic Design Automation
2.EDA技术就是：
依赖 功能强大的 计算机,
在 EDA工具软件 平台上，
用 硬件描述语言（ HDL） 作为 系统逻辑描述手段
来完成 电子线路设计文件
最终 实现 － >
特定电子线路的硬件（芯片或者电路板）
本课程的 EDA概念
?学习 如何使用
可编程逻辑器件
进行 电子系统设计
的方法和步骤
课程的具体内容
?要学习的关键内容
? FPGA/CPLD芯片的结构
? PFGA/CPLD芯片的使用
?具体包含 2个技术的掌握
? 硬件描述语言（ VHDL,Verilog HDL）设计
? QURATUR II设计软件（或者 MAX+PLUS
II,XINLINX ISE等）
先修课程
?必须 具备
? 数字逻辑电路
?最好 具备
? C语言
? 微机原理
学习本课程有何用处？
? 复杂电子系统很大一部分使用 CPLD/FPGA来完成，例如：
? 数字信号处理（ FFT,FILTER）
? 通信系统中 大量使用 CPLD/FPGA
? 视频与图像系统中 大量使用 CPLD/FPGA
? 传统数字逻辑芯片 正在被 PLD 取代
? 用于芯片设计前的验证设计，是进入芯片设计领域（ ASIC）
的必经之路。
? 2002年 8月 10日清晨 6点零 8分，龙芯 -1 CPU 运行成功
? FPGA正在取代部分 CPU的功能，可将 CPU和外围逻辑电路
集成在一块 FPGA芯片中。
CPLD/FPGA在通信系统中的应用
? 各种信道编码和解码实现
? AMI,CMI,HBD3,1B/10B
? 信号的复用和解复用
? 信号的调制
? FSK,ASK,PSK,PPM
? 容错和检错编码
? CRC-4,CRC-32，
? 误码率检测，信号同步，成帧 (Frame)
? 光纤通信,SDH,PON等
? 参考 FPGA在 3G系统设备中的应用前景
返回
可编程逻辑器件市场背景
? 电子系统组成的 3个部分：微处理器、存储器和逻辑器。
? 标准逻辑产品是定制式设计 ASIC 的一个替代产品，但却限
制了制造商充分定制终端系统的灵活性
? PLD 解决了其固有的难题 。
? 2004年可编程逻辑市场大约为 31亿美元
? 更多参见,
http://www.latticesemi.com.cn/corporate/about/pldmarketba
ckground.htm
使用 PLD器件的好处？
1,PLD 是标准产品，在系统制造商购买的时
候处于空白状态。
2,只要用电信号编程该器件，就能使器件实现
几乎 无限的 专门的逻辑功能。
3,PLD 使系统设计者能够快速地实现定制的
逻辑功能以 满足不同产品的需要,同时又能
让 产品迅速上市 。
参考书籍
一,教材：
1., EDA技术实用教程,,潘松、黄继业编，科学出版社,2002年
目录
二,主要参考书：
1., VHDL 硬件描述语言与数字逻辑电路设计,, 候伯亨 顾新编，
西安电子科技大学出版社,1999年。
2,Altera FPGA/CPLD设计（基础篇）,EDA先锋工作室
王诚、吴继华等编，人民邮电出版社,2005年 7月。 目录
3,Altera FPGA/CPLD设计（高级篇）,EDA先锋工作室
吴继华、王诚等编，人民邮电出版社,2005年 7月。 目录
4., 可编程逻辑器件原理、开发与应用,,赵曙光等编，
西安电子科技大学出版社,2000年。
5., 用 VHDL设计电子线路,, S.Sjohoim,L.Lindl著,边计年译，
清华大学出版社,2000年。
相关网站
? 门户和资源网站
? http://www.pld.com.cn/
? http://www.edacn.net/
? http://www.pudn.com/download179_460.html vhdl源代码资源
? 学习论坛网址
? http://www.edacn.net/bbs/
? http://www.pld.com.cn/bbs/index.asp
? FPGA/CPLD 芯片主流公司官方网站
? http://www.altera.com.cn http://www.altera.com/
? http://www.xilinx-china.com http://www.xilinx.com
? http://www.latticesemi.com.cn/ http://www.latticesemi.com/
? 产品网站
? http://www.kx-soc.com/ 杭州康芯公司 EDA实验仪厂商
? http://www.richic.com/ 深圳瑞芯公司 EDA开发板厂商
? 更多（略）
课时安排
章次 内 容 总学时数 课堂讲授学时数 实验时数
零 概论 0.5 0.5
一 EDA设计流程及其工具 0.5 0.5
二 FPGA和 CPLD结构与应用 0.5 0.5
三 原理图输入设计方法 0.5 0.5
四 电子系统设计实践（一） 2＋ 2 2 2
五 VHDL基本语句 4 4
六 VHDL程序设计 6 6
七 电子系统设计实践（二） 2＋ 3 2 3
八 有限状态机设计 2 2
九 设计优化 2 2
十 FPGA硬件电路设计 2 2
十一电子系统设计实践（三） 2＋ 3 2 3
总学时数 32 24 8
考核方式
? 最终成绩由 3 部分组成,
? 平时成绩 10%
(上课主动提问；主动回答问题；被动回答问题时，叙述
正确火种或者有新意 )
? 上机 20%
? 笔试成绩 70%
? 上机共 3次。每次 3小时
? 笔试为 开卷 考试。
结束语：我如何教你？
?假如学生要得到 一瓢水
? 教师必须有 一桶水
?假如教师只有 一桶水
? 我们要指引给学生了 一条河,教会你游泳的技
巧，而不是喝水的本领
谢谢同学们的
课堂配合！
The end.
以下内容
是讲义的
有关名词解释和说明的
超连接
可不阅读。
EDA学习网站和论坛（一）
? EDA 门户网站 二巨头
? www.PLD.com.cn 一个国内最好的 EDA门户网
站，包括 ALTERA公司,XILINX公司等分类论坛，
也有大量技术文章，人气极旺的论坛。
? http://www.edacn.net 人气可和前者比肩，该网
站还有一个,先锋工作室,，出版了很多 EDA专
业书籍
EDA学习网站和论坛（二）
? ALTERA,XILINX,latticese公司的官方网站
? http://www.altera.com.cn
? http://www.xilinx-china.com
?这 2者均为大规模 PLD和 FPGAQ器件供应商，为竞争对手
? http://www.latticesemi.com/
?中小规模 PLD器件、模拟 PLD器件的主流供应商
有关软件使用，芯片手册，应用笔记，
设计实例等应有尽有。
CAD
?CAD在早期是英文
Computer Aided Drafting
(计算机辅助绘图 )
的缩写，随着计算机软、硬件技术的发展，
演变为
Computer Aided Design
（计算机辅助设计） 返回
CAPP
? 计算机辅助工艺设计（ Computer Aided Process Planning）
的简称
? 概念：利用计算机技术，辅助工艺人员设计零件 从毛坯
到成品 的制造方法。
? 是将
企业产品设计数据
转换为
产品制造数据
的一种技术。
? 是计算机集成制造系统（ CIMS）的重要组成部分。
返回
我们的龙芯 1号
…… 在去年 10月我们基本完成狗剩 -1的逻辑设计并在FPGA验证
平台成功运行通用操作系统以后，有很多
人关心我们如何进行狗剩 -1的物理设计。不少人建议我们完
成 RTL设计后，在国内寻找兄弟单位完成后续设计。有人说
完成 FPGA验证 只是完成了整个设计工作的 10%，
90%的工作还在后面，更有人说我们当时只是完成了国外
学校中系统结构课程的一个大作业而已。但还是有人鼓励
说完成 FPGA验证已经很不容易，国外成功的设计也都是从FPGA验证
开始的。在那一段时间里，在大多数朋友
的鼓励和建议中，或多或少都流露出对我们完成物理设计
的能力的担忧。因为计算所确实没有做过大规模的芯片的
物理设计，尤其是在深亚微米的工艺条件下 …… ( 更多 )
返回
FPGA在 3G系统设备中的应用前景
? FPGA中具有丰富的资源
? 比如大量的 LE资源，
? 内置的存储器资源，
? 针对 DSP应用的 DSP BLOCK资源，
? 丰富的 IO资源，比如有专用的 LVDS接口集成了定制的
SERDES/DPA、专用的外部存储器接口以及非常适合开发
DDR/DDR2,RLDRAM和 QDRII存储器的接口。
? 丰富的时钟网络资源,GX器件增加了嵌入的收发器，非常有利于实
现高速串行数据的收发。
? 下面我们从 3G结构的角度来分析 FPGA在 3G基础设施的各
个部分时所能扮演的角色和机会。 ( 更多 )
?
返回
FPGA 与 CPLD
可编程逻辑器件（芯片）的分类
? FPGA,Field Programmable Gate Array
? CPLD,Complex Programmable Logic Device
? GAL,Generic Array Logic
? PAL,Programmable Array Logic
? 本课程不介绍的 PLD器件,模拟 PLD器件
返回
课程内容
模拟 PLD器件
? 在系统可编程器件可实现三种功能：
? （ 1）信号调理。是指能够对信号进行放大，衰减，滤波。
? （ 2）信号处理。是指信号进行求和，求差，积分运算。
? （ 3）信号转换。是指能把数字信号转换成模拟信号
? 使用方法
? 使用开发软件在计算机中设计，修改模拟电路，进行电路特性模拟，
最后通过编程电缆将设计方案下载至芯片中。
? Lattice 是模拟 PLD器件的发明者
? Lattice的开发工具和芯片
? 开发软件为 PAC Designer
? 芯片型号有,ispPAC系列和 ispPAC-POWR系列
返回
实验教学,8 学时
学 分,2 学分
课程性质：专业选修课
授课教师 彭良清
课程介绍
<EDA技术 与应用 > 课程讲义
本节内容
1,课程内容介绍
2,先修课程
3,学习本课程的用途
4,参考书籍
5,相关网络资源
6,课时安排
7,考核方式
广义的 EDA概念
? EDA：概念
? Electronic Design Automation（电子设计自动化）
? 包含了 3个方面的内容：
? 设计
? 仿真
? 制造
? 其他领域的应用（ CAD,CAPP）：
? 机械,orCAD
? 建筑，机械、通信、航空航天、军事等
电子工程领域的 EDA
?EDA：电子设计自动化
1.Electronic Design Automation
2.EDA技术就是：
依赖 功能强大的 计算机,
在 EDA工具软件 平台上，
用 硬件描述语言（ HDL） 作为 系统逻辑描述手段
来完成 电子线路设计文件
最终 实现 － >
特定电子线路的硬件（芯片或者电路板）
本课程的 EDA概念
?学习 如何使用
可编程逻辑器件
进行 电子系统设计
的方法和步骤
课程的具体内容
?要学习的关键内容
? FPGA/CPLD芯片的结构
? PFGA/CPLD芯片的使用
?具体包含 2个技术的掌握
? 硬件描述语言（ VHDL,Verilog HDL）设计
? QURATUR II设计软件（或者 MAX+PLUS
II,XINLINX ISE等）
先修课程
?必须 具备
? 数字逻辑电路
?最好 具备
? C语言
? 微机原理
学习本课程有何用处？
? 复杂电子系统很大一部分使用 CPLD/FPGA来完成，例如：
? 数字信号处理（ FFT,FILTER）
? 通信系统中 大量使用 CPLD/FPGA
? 视频与图像系统中 大量使用 CPLD/FPGA
? 传统数字逻辑芯片 正在被 PLD 取代
? 用于芯片设计前的验证设计，是进入芯片设计领域（ ASIC）
的必经之路。
? 2002年 8月 10日清晨 6点零 8分，龙芯 -1 CPU 运行成功
? FPGA正在取代部分 CPU的功能，可将 CPU和外围逻辑电路
集成在一块 FPGA芯片中。
CPLD/FPGA在通信系统中的应用
? 各种信道编码和解码实现
? AMI,CMI,HBD3,1B/10B
? 信号的复用和解复用
? 信号的调制
? FSK,ASK,PSK,PPM
? 容错和检错编码
? CRC-4,CRC-32，
? 误码率检测，信号同步，成帧 (Frame)
? 光纤通信,SDH,PON等
? 参考 FPGA在 3G系统设备中的应用前景
返回
可编程逻辑器件市场背景
? 电子系统组成的 3个部分：微处理器、存储器和逻辑器。
? 标准逻辑产品是定制式设计 ASIC 的一个替代产品，但却限
制了制造商充分定制终端系统的灵活性
? PLD 解决了其固有的难题 。
? 2004年可编程逻辑市场大约为 31亿美元
? 更多参见,
http://www.latticesemi.com.cn/corporate/about/pldmarketba
ckground.htm
使用 PLD器件的好处？
1,PLD 是标准产品，在系统制造商购买的时
候处于空白状态。
2,只要用电信号编程该器件，就能使器件实现
几乎 无限的 专门的逻辑功能。
3,PLD 使系统设计者能够快速地实现定制的
逻辑功能以 满足不同产品的需要,同时又能
让 产品迅速上市 。
参考书籍
一,教材：
1., EDA技术实用教程,,潘松、黄继业编，科学出版社,2002年
目录
二,主要参考书：
1., VHDL 硬件描述语言与数字逻辑电路设计,, 候伯亨 顾新编，
西安电子科技大学出版社,1999年。
2,Altera FPGA/CPLD设计（基础篇）,EDA先锋工作室
王诚、吴继华等编，人民邮电出版社,2005年 7月。 目录
3,Altera FPGA/CPLD设计（高级篇）,EDA先锋工作室
吴继华、王诚等编，人民邮电出版社,2005年 7月。 目录
4., 可编程逻辑器件原理、开发与应用,,赵曙光等编，
西安电子科技大学出版社,2000年。
5., 用 VHDL设计电子线路,, S.Sjohoim,L.Lindl著,边计年译，
清华大学出版社,2000年。
相关网站
? 门户和资源网站
? http://www.pld.com.cn/
? http://www.edacn.net/
? http://www.pudn.com/download179_460.html vhdl源代码资源
? 学习论坛网址
? http://www.edacn.net/bbs/
? http://www.pld.com.cn/bbs/index.asp
? FPGA/CPLD 芯片主流公司官方网站
? http://www.altera.com.cn http://www.altera.com/
? http://www.xilinx-china.com http://www.xilinx.com
? http://www.latticesemi.com.cn/ http://www.latticesemi.com/
? 产品网站
? http://www.kx-soc.com/ 杭州康芯公司 EDA实验仪厂商
? http://www.richic.com/ 深圳瑞芯公司 EDA开发板厂商
? 更多（略）
课时安排
章次 内 容 总学时数 课堂讲授学时数 实验时数
零 概论 0.5 0.5
一 EDA设计流程及其工具 0.5 0.5
二 FPGA和 CPLD结构与应用 0.5 0.5
三 原理图输入设计方法 0.5 0.5
四 电子系统设计实践（一） 2＋ 2 2 2
五 VHDL基本语句 4 4
六 VHDL程序设计 6 6
七 电子系统设计实践（二） 2＋ 3 2 3
八 有限状态机设计 2 2
九 设计优化 2 2
十 FPGA硬件电路设计 2 2
十一电子系统设计实践（三） 2＋ 3 2 3
总学时数 32 24 8
考核方式
? 最终成绩由 3 部分组成,
? 平时成绩 10%
(上课主动提问；主动回答问题；被动回答问题时，叙述
正确火种或者有新意 )
? 上机 20%
? 笔试成绩 70%
? 上机共 3次。每次 3小时
? 笔试为 开卷 考试。
结束语：我如何教你？
?假如学生要得到 一瓢水
? 教师必须有 一桶水
?假如教师只有 一桶水
? 我们要指引给学生了 一条河,教会你游泳的技
巧，而不是喝水的本领
谢谢同学们的
课堂配合！
The end.
以下内容
是讲义的
有关名词解释和说明的
超连接
可不阅读。
EDA学习网站和论坛（一）
? EDA 门户网站 二巨头
? www.PLD.com.cn 一个国内最好的 EDA门户网
站，包括 ALTERA公司,XILINX公司等分类论坛，
也有大量技术文章，人气极旺的论坛。
? http://www.edacn.net 人气可和前者比肩，该网
站还有一个,先锋工作室,，出版了很多 EDA专
业书籍
EDA学习网站和论坛（二）
? ALTERA,XILINX,latticese公司的官方网站
? http://www.altera.com.cn
? http://www.xilinx-china.com
?这 2者均为大规模 PLD和 FPGAQ器件供应商，为竞争对手
? http://www.latticesemi.com/
?中小规模 PLD器件、模拟 PLD器件的主流供应商
有关软件使用，芯片手册，应用笔记，
设计实例等应有尽有。
CAD
?CAD在早期是英文
Computer Aided Drafting
(计算机辅助绘图 )
的缩写，随着计算机软、硬件技术的发展，
演变为
Computer Aided Design
（计算机辅助设计） 返回
CAPP
? 计算机辅助工艺设计（ Computer Aided Process Planning）
的简称
? 概念：利用计算机技术，辅助工艺人员设计零件 从毛坯
到成品 的制造方法。
? 是将
企业产品设计数据
转换为
产品制造数据
的一种技术。
? 是计算机集成制造系统（ CIMS）的重要组成部分。
返回
我们的龙芯 1号
…… 在去年 10月我们基本完成狗剩 -1的逻辑设计并在FPGA验证
平台成功运行通用操作系统以后，有很多
人关心我们如何进行狗剩 -1的物理设计。不少人建议我们完
成 RTL设计后，在国内寻找兄弟单位完成后续设计。有人说
完成 FPGA验证 只是完成了整个设计工作的 10%，
90%的工作还在后面，更有人说我们当时只是完成了国外
学校中系统结构课程的一个大作业而已。但还是有人鼓励
说完成 FPGA验证已经很不容易，国外成功的设计也都是从FPGA验证
开始的。在那一段时间里，在大多数朋友
的鼓励和建议中，或多或少都流露出对我们完成物理设计
的能力的担忧。因为计算所确实没有做过大规模的芯片的
物理设计，尤其是在深亚微米的工艺条件下 …… ( 更多 )
返回
FPGA在 3G系统设备中的应用前景
? FPGA中具有丰富的资源
? 比如大量的 LE资源，
? 内置的存储器资源，
? 针对 DSP应用的 DSP BLOCK资源，
? 丰富的 IO资源，比如有专用的 LVDS接口集成了定制的
SERDES/DPA、专用的外部存储器接口以及非常适合开发
DDR/DDR2,RLDRAM和 QDRII存储器的接口。
? 丰富的时钟网络资源,GX器件增加了嵌入的收发器，非常有利于实
现高速串行数据的收发。
? 下面我们从 3G结构的角度来分析 FPGA在 3G基础设施的各
个部分时所能扮演的角色和机会。 ( 更多 )
?
返回
FPGA 与 CPLD
可编程逻辑器件（芯片）的分类
? FPGA,Field Programmable Gate Array
? CPLD,Complex Programmable Logic Device
? GAL,Generic Array Logic
? PAL,Programmable Array Logic
? 本课程不介绍的 PLD器件,模拟 PLD器件
返回
课程内容
模拟 PLD器件
? 在系统可编程器件可实现三种功能：
? （ 1）信号调理。是指能够对信号进行放大，衰减，滤波。
? （ 2）信号处理。是指信号进行求和，求差，积分运算。
? （ 3）信号转换。是指能把数字信号转换成模拟信号
? 使用方法
? 使用开发软件在计算机中设计，修改模拟电路，进行电路特性模拟，
最后通过编程电缆将设计方案下载至芯片中。
? Lattice 是模拟 PLD器件的发明者
? Lattice的开发工具和芯片
? 开发软件为 PAC Designer
? 芯片型号有,ispPAC系列和 ispPAC-POWR系列
返回
