基于FPGA和EDA硬件教學實驗的設計與開發(fā).pdf

1、在數(shù)字系統(tǒng)設計中，與傳統(tǒng)的硬件設計方法比較，使用FPGA技術(shù)有效率高、開發(fā)速度快、可以重復利用、修改和升級方便、可用于快速原型實現(xiàn)、成本較低等優(yōu)勢。隨著數(shù)字系統(tǒng)的大規(guī)?；?，傳統(tǒng)的設計方法和設計工具已經(jīng)不可行，必須使用EDA技術(shù)，同樣FPGA的設計開發(fā)也依賴于相應的EDA技術(shù)，F(xiàn)PGA和EDA技術(shù)相結(jié)合的設計方法將是數(shù)字系統(tǒng)設計的主流。就硬件教學實驗而言，傳統(tǒng)的硬件教學實驗平臺普遍存在著可靠性差、靈活性差、內(nèi)容滯后等問題?；贔PGA和E

2、DA技術(shù)的實驗平臺可以克服這些缺點，同時還有大量的知識產(chǎn)權(quán)(IP，Intellectual Property)核可以使用，可以設計各種靈活多變的實驗。因此設計基于FPGA和EDA的硬件教學實驗有著重要的意義。 本文設計了一套硬件教學實驗，實驗包括三個部分：FPGA設計流程與簡單門邏輯，通過一個只包含與門、或門和異或門的簡單邏輯電路實驗來敘述Xilinx FPGA在ISE中的設計流程；復雜邏輯模塊——設計一個簡易的ALU，通過幾個

3、數(shù)字電路中常見的邏輯模塊如加法器、邏輯運算器、移位器的設計實驗熟悉數(shù)字邏輯電路基本模塊的設計方法，并通過最后的綜合設計實驗將這些模塊集成為一個簡易ALU；微控制器軟IP核PicoBlaze的嵌入式應用，介紹微控制器內(nèi)核獨特的設計技術(shù)并按照軟內(nèi)核的設計步驟依次進行外圍控制電路設計、匯編程序設計和最后的系統(tǒng)集成實驗。整個實驗體系涵蓋了數(shù)字邏輯電路驗證和設計、FPGA設計流程和嵌入式軟核PicoBlaze微控制器的應用；從基礎的門邏輯的驗證，