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FPGA硬件设计基本方法1

基于FPGA的DDS设计

一、实验名称:基于F P G A的D D S信号源设计 二、技术规范: 1.实验目标: 设计一个直接数字频率合成(DDS,Direct Digital Synthesis),DDS是一种新型的频率合成技术。DDS 技术是一种把一系列数字形式的信号通过DAC 转换成模拟信号的合成技术。 DDS 技术具有频率切换时间短,频率分辨率高,频率稳定度高,输出信号的频率和相位可以快速切换,输出相位可连续,并且在改变时能够保持相位的连续,很容易实现频率、相位和幅度的数字控制。它在相对带宽、频率转换时间、相位连续性、高分辨率以及集成化等一系列性能指标方面远远超过了传统频率合成技术。 因此在现代电子系统及设备的频率源设计中,尤其在通信领域,直接数字频率合成器的应用越来越广泛。 2.实现功能: 本实验最后将设计出一个具有频率控制和相位移控制功能的DDS。 3.引脚: 本实验有三个输入端口,8位的频率控制字端口,分别接8个开关按键,8位的相位控制字端口,分别接另外的8个开关按键,系统时钟输入端口;一个8位输出端口,接D/A的输入端口。FPGA板上的时钟频率为50MHz,本实验将其10分频后得到5MHz再使用。 三.总体设计方案; 原理: 实验采用目前使用最广泛的一种DDS 方式是利用高速存储器作查找表,然后通过高速DAC 输出已经用数字形式存储的波形。 图1:DDS 系统的基本原理图 图1中虚方框部分是DDS 的核心单元,它可以采用CPLD/FPGA 来实现。图中的相位累加器由N位全加器和N位累加寄存器级联而成,可对频率控制字的二进制码进行累加运算,是典型的反馈电路。 频率控制字M和相位控制字分别控制DDS 输出正(余)弦波的频率和相位。每来一个时钟脉冲,相位寄存器以步长M递增。相位寄存器的输出与相位控制字相加,其结果作为正(余)弦查找表的地址。正(余)弦查找表的数据存放在ROM中,内部存有一个周期的正弦波信号的数字幅度信息,每个查找表的地址对应于正弦波中0°~360°范围内的一个相位点。查找表把输入的址信息映射成正(余)弦波的数字幅度信号,同时输出到数模转换器DAC 的输入端,DAC输出的模拟信号经过低通滤波器(LPF),可得到一个频谱纯净的正(余)弦波。 DDS 具体工作过程如下:每来一个时钟脉冲clk,N 位全加器将频率控制数据M 与累加寄存器输出的累加相位数据N 相加,把相加后的结果送至累加寄存器的输入端。累加寄存器一方面将上一时钟周期作用后所产生的新的数据反馈到加法器的输入端,以使加法器在下一时钟的作用下继续与频率控制数据M 相加;另一方

基于FPGA的设计题目

1.花样彩灯控制器的设计 设计要求: 假设输入脉冲为3MHz,控制16只LED发光二极管每隔1s或2s显示一种花样。要求显示的花样如下:闪烁2次从LED(0)移位点亮到LED(15)一次全部点亮一次从LED(15)开始逐个熄灭至LED(0)1次闪烁2次。。。。。。如果按下清零键时,16只LED均熄灭一次,然后再重新按规律显示。如果没有按下快/慢选择控制键时,16只LED发光二极管是以每隔1s进行花样显示,否则按下快/慢键选择控制键时,16只LED发光二极管是以每隔2s进行花样显示。 2.利用FPGA实现一个简单的DDS正弦波发生器 (DDS:数字显示示波器) 可分解为三个部分来设计:时钟产生模块;地址产生模块;ROM查找表模块。 实现思路: ①首先,由外部晶振引入40MHz的时钟到FPGA内部,进入时钟产生模块,对时钟进行处理并3倍频程后,得到一个稳定精确的120MHz的系统时钟; ②然后,地址产生模块在系统时钟的激励下,将频率控制字与累加寄存器输出的数据进行累加,然后把累加的结果作为地址输出给ROM查找表地址; ③最后,ROM查找表模块在每个系统时钟的上升沿,按照地址来读取ROM 查找表中的相应的波形采样点数据并输出,该数就是最终的DDS信号。 3.多功能信号发生器的设计 设计要求: 设计一个多功能信号发生器,能够以稳定的频率产生锯齿波、增减锯齿波、三角波、阶梯波、正弦波和方波等六种信号。系统有3个波形选择开关和一个复位开关,通过波形选择开关可以选择以上各种不同种类的输出波形;按下复位开关时,系统将复位。 设计实现: 由于FPGA只能直接输出数字信号,而多功能信号发生器输出的各种波形

Fpga工程师要求

FPGA工程师基本要求(zz) 2012-08-01 14:39 FPGA工程师需要掌握哪些知识?这里根据自己的一些心得总结一下,其他朋友可以补充啊。 1.Verilog语言及其于硬件电路之间的关系。 2.器件结构(最好熟练掌握Spartan3,Vertix4系列的器件结构,及其资源于Verilog行为描述方法的关系。)。 3.开发工具(熟练掌握Synplify,Quartus,ISE,Modelsim)。 4.数字电路(组合电路,触发器,特别是D触发器构成分频器,奇数倍分频占空比为50%,时序电路,并且能用Verilog语言描叙。)。 5.熟悉FPGA设计流程(仿真,综合,布局布线,时序分析)。 6.熟练掌握资源估算(特别是slice,lut,ram等资源的估算)。 7.同步设计原理。 8.熟练掌握基本概念(如建立时间,保持时间,流量(即所做FPGA设计的波特率)计算,延迟时间计算(所做FPGA设计),竞争冒险,消除毛刺的方法等等)。 9.具备具体设计经验(对应届生而言如毕业设计)。 10.良好的设计思路(流水线设计即熟称打拍子,在速率资源功耗之间的折中考虑)。一个合格的FPGA工程师至少在以下三个方面的一个非常熟悉: 1.嵌入式应用 2.DSP应用 3.高速收发器应用 将自己的走过的弯路和总结的经验与大家分享一下,希望对您有一点点的参考价值。首先从先从如何成为一个合格的设计者说起吧!初学者觉得一切都是挑战,一切都新鲜,不知从何处下手。我总结了学习EDA逻辑设计的4个步骤,请拍砖! 1。首先,应该好好学习一下FPGA/CPLD的设计设计流程。 不要简单的以为就是设计输入-》仿真-》综合-》实现那么一回事,要抠细,要学精,要多问每个步骤的注意事项,区分相关步骤的联系和区别。比如要搞清楚功能仿真、综合后仿真、Translate后仿真、Map后的仿真、布局布线后仿真的作用都是什么,什么时候应该做,什么时候可以不做这些仿真!学习清楚了设计流程最大的好处就是有利于培养良好的EDA 设计习惯,日后会受益非浅! 2。关于设计输入和Coding Style。 设计输入最好学习HDL语言,Verilog、VHDL都可以,可以把状态机输入和原理图输入作为补充内容,但不是重点。我在前面的帖子已经反复强调了 Coding Style的重要性。因为它是逻辑设计人员的一个基本业务素质。而且Coding Style不是看几篇文章,学几条原则就能够成为高手的,他需要您在工作中不断的体会和积累,在学习的最初,有Coding Style的意识,设计者就会有意的积累,对日后发展很有好处。反之则后患无穷。 3。培养硬件的意识,培养系统的观念。 我也在交流和授课的时候很强调硬件意识,如果从形式上看,逻辑设计随着智能化和优化手段的不断发展最后会越来越灵活,越来越简单。比如我们现在在使用大型 FPGA时就很少谈如何用Floorplanner优化,手动布线,如果用手动方式,其工作量太大了啊!一个设计的优劣,关键看其设计者的硬件意识,和系统意识。硬件意识就是要求先做到对设计的硬件胸

一个合格的FPGA工程师需要掌握哪些知识

一个合格的FPGA工程师需要掌握哪些知识?这里根据自己的一些心得总结一下,其他朋友可以补充啊。 1.Verilog语言及其于硬件电路之间的关系。 2.器件结构(最好熟练掌握Spartan3,Vertix4系列的器件结构,及其资源于Verilog行为描述方法的关系。)。 3.开发工具(熟练掌握Synplify,Quartus,ISE,Modelsim)。 4.数字电路(组合电路,触发器,特别是D触发器构成分频器,奇数倍分频占空比为50%,时序电路,并且能用Verilog语言描叙。)。 5.熟悉FPGA设计流程(仿真,综合,布局布线,时序分析)。 6.熟练掌握资源估算(特别是slice,lut,ram等资源的估算)。 7.同步设计原理。 8.熟练掌握基本概念(如建立时间,保持时间,流量(即所做FPGA设计的波特率)计算,延迟时间计算(所做FPGA设计),竞争冒险,消除毛刺的方法等等)。 9.具备具体设计经验(对应届生而言如毕业设计)。 10.良好的设计思路(流水线设计即熟称打拍子,在速率资源功耗之间的折中考虑)。 一个合格的FPGA工程师至少在以下三个方面的一个非常熟悉: 1.嵌入式应用 2.DSP应用 3.高速收发器应用 将自己的走过的弯路和总结的经验与大家分享一下,希望对您有一点点

的参考价值。 首先从先从如何成为一个合格的设计者说起吧!初学者觉得一切都是挑战,一切都新鲜,不知从何处下手。我总结了学习EDA逻辑设计的4个步骤,请拍砖! 1。首先,应该好好学习一下FPGA/CPLD的设计设计流程。 不要简单的以为就是设计输入-》仿真-》综合-》实现那么一回事,要抠细,要学精,要多问每个步骤的注意事项,区分相关步骤的联系和区别。比如要搞清楚功能仿真、综合后仿真、Translate后仿真、Map 后的仿真、布局布线后仿真的作用都是什么,什么时候应该做,什么时候可以不做这些仿真!学习清楚了设计流程最大的好处就是有利于培养良好的EDA设计习惯,日后会受益非浅! 2。关于设计输入和Coding Style。 设计输入最好学习HDL语言,Verilog、VHDL都可以,可以把状态机输入和原理图输入作为补充内容,但不是重点。我在前面的帖子已经反复强调了Coding Style的重要性。因为它是逻辑设计人员的一个基本业务素质。而且Coding Style不是看几篇文章,学几条原则就能够成为高手的,他需要您在工作中不断的体会和积累,在学习的最初,有Coding Style的意识,设计者就会有意的积累,对日后发展很有好处。反之则后患无穷。 3。培养硬件的意识,培养系统的观念。 我也在交流和授课的时候很强调硬件意识,如果从形式上看,逻辑设计随着智能化和优化手段的不断发展最后会越来越灵活,越来越简单。比

华为fpga设计规范(Verilog Hdl)

FPGA设计流程指南 前言 本部门所承担的FPGA设计任务主要是两方面的作用:系统的原型实现和ASIC的原型验证。编写本流程的目的是: ●在于规范整个设计流程,实现开发的合理性、一致性、高效性。 ●形成风格良好和完整的文档。 ●实现在FPGA不同厂家之间以及从FPGA到ASIC的顺利移植。 ●便于新员工快速掌握本部门FPGA的设计流程。 由于目前所用到的FPGA器件以Altera的为主,所以下面的例子也以Altera为例,工具组合为modelsim + LeonardoSpectrum/FPGACompilerII + Quartus,但原则和方法对于其他厂家和工具也是基本适用的。

目录 1. 基于HDL的FPGA设计流程概述 (1) 1.1 设计流程图 (1) 1.2 关键步骤的实现 (2) 1.2.1 功能仿真 (2) 1.2.2 逻辑综合 (2) 1.2.3 前仿真 (3) 1.2.4 布局布线 (3) 1.2.5 后仿真(时序仿真) (4) 2. Verilog HDL设计 (4) 2.1 编程风格(Coding Style)要求 (4) 2.1.1 文件 (4) 2.1.2 大小写 (5) 2.1.3 标识符 (5) 2.1.4 参数化设计 (5) 2.1.5 空行和空格 (5) 2.1.6 对齐和缩进 (5) 2.1.7 注释 (5) 2.1.8 参考C语言的资料 (5) 2.1.9 可视化设计方法 (6) 2.2 可综合设计 (6) 2.3 设计目录 (6) 3. 逻辑仿真 (6) 3.1 测试程序(test bench) (7) 3.2 使用预编译库 (7) 4. 逻辑综合 (8) 4.1 逻辑综合的一些原则 (8) 4.1.1 关于LeonardoSpectrum (8) 4.1.1 大规模设计的综合 (8) 4.1.3 必须重视工具产生的警告信息 (8) 4.2 调用模块的黑盒子(Black box)方法 (8) 参考 (10) 修订纪录 (10)

FPGA课程设计题目

1、彩灯控制器设计 内容及要求: 设计一个彩灯控制器,具体设计要求如下: (1)要有多种花型变化(至少设计5种),led至少16路 (2)多种花型可以自动变化 (3)彩灯变换的快慢节拍可以选择 (4)具有清零开关 (5)完成全部流程:设计规范文档、模块设计、代码输入、仿真、下载验证等,最后就课程设计本身提交一篇课程设计报告。 2、数字秒表设计 内容及要求: 设计一用于体育比赛的数字秒表,具体设计要求如下: (1)6位数码管显示,其中两位显示min,四位显示see,显示分辨率为0.01 s。 (2)秒表的最大计时值为59min59.99see。 (3)设置秒表的复位/启动键,按一下该键启动计时,再按即清0。依此循环。 (4)设置秒表的暂行/继续键。启动后按一下暂行,再按继续。依此循环。 (5)完成全部流程:设计规范文档、模块设计、代码输入、仿真、下载验证等,最后就课程设计本身提交一篇课程设计报告。 3、交通信号控制系统设计 内容及要求: 设计一个十字路口交通控制系统,具体设计要求如下: (1)东西(用A表示)、南北(用B表示)方向均有绿灯、黄灯、红灯指示,其持续时间分别是40秒、5秒和45秒, 交通灯运行的切换示意图和时序图分别如图1、图2所示。 (2)系统设有时钟,以倒计时方式显示每一路允许通行的时间。 (3)当东西或南北两路中任一路出现特殊情况时,系统可由交警手动控制立即进入特殊运行状态,即红灯全亮,时钟停止计时,东西、南北两路所有车辆停止通行;当特殊运行状态结束后,系统恢复工作,继续正常运行。 图1 交通灯运行切换示意图

B红 CP A绿 A黄 A红 B黄 B绿 5S 5S 图2 交通灯时序图 (4)完成全部流程:设计规范文档、模块设计、代码输入、仿真、下载验证等,最后就课程设计本身提交一篇课程设计报告。 4、简易密码锁设计 内容及要求 设计一个4位串行数字锁。 (1)开锁代码为4位二进制,当输入代码的位数与锁内给定的密码一致,且按规定程序开锁时,方可开锁,并点亮一个指示灯。否则进入“错误”状态,并发出报警信号。 (2)锁内的密码可调,且预置方便,保密性好。 (3)串行数字锁的报警由点亮一个灯,直到按下复位开关,报警才停下。此时,数字锁又自动等待下一个开锁状态。 (4)完成全部流程:设计规范文档、模块设计、代码输入、仿真、下载验证等,最后就课程设计本身提交一篇课程设计报告。 5、出租车计价器设计 内容及要求 (1)设一个出租车自动计费器,计费包括起步价、行驶计费和等待计费三个部分,用4个数码管显示出金额数目,最大值为999.9元,最小计价单位为0.1元。行驶里程在3公里范围内且等待时间未超过三分钟时按起步价8元计费;行驶里程超过三公里后按每公里2元收费;等待时间超过三分钟后按每分钟1元收费。等待时间用两个数码管显示,最大值为59分钟。 总费用=起步价+(里程-3km )*里程单价+(等待时间-3)*等候单价 (2)能够实现的功能: 显示汽车行驶里程:用四位数字显示,单位为km 。 计程范围为0~99km ,计程分辨率为1km 。 显示等候时间:用两位数字显示分钟,单位为min 。计时范围为0~59min ,计时分辨率为1min 。

FPGA学习及设计中的注意事项

FPGA学习及设计中的注意事项 1.基础问题 FPGA的基础就是数字电路和HDL语言,想学好FPGA的人,建议床头都有一本数字电路的书,不管是哪个版本的,这个是基础,多了解也有助于形成硬件设计的思想。在语 言方面,建议初学者学习Verilog语言,VHDL语言语法规范严格,调试起来很慢,Verilog 语言容易上手,而且,一般大型企业都是用Verilog语言。 2.EDA工具问题 熟悉几个常用的就可以的,开发环境QuartusII ,或ISE 就可以了,这两个基本是相通的,会了哪一个,另外的那个也就很Easy了。功能仿真建议使用Modelsim ,如果你是做芯片的,就可以学学别的仿真工具,做FPGA的,Modelsim就足够了。综合工具一般用Synplify,初学先不用太关心这个,用Quartus综合就OK了。 3.硬件设计思想问题 对于初学者,特别是从软件转过来的,设计的程序既费资源又速度慢,而且很有可能综合不了,这就要求我们熟悉一些固定模块的写法,可综合的模块很多书上都有,语言介绍上 都有,不要想当然的用软件的思想去写硬件。详细资料:https://www.wendangku.net/doc/0610837414.html, 4.学习习惯问题 FPGA学习要多练习,多仿真,signaltapII是很好的工具,可以看到每个信号的真实值,建议初学者一定要自己多动手,光看书是没用的。关于英文文档问题,如果要学会Quartus II的所有功能,只要看它的handbook就可以了,很详细,对于IT行业的人,大部分知识来源都是英文文档,一定要耐心看,会从中收获很多的。 5.算法问题 做FPGA的工程师,最后一般都是专攻算法了,这些基础知识都是顺手捏来的,如果你没有做好搞理论的准备,学FPGA始终只能停留在初级阶段上。对于初学者,数字信号处理是基础,应该好好理解,往更深的方向,不用什么都学,根据你以后从事的方向,比如

《FPGA学习步骤》word版

FPGA学习步骤,我的体会 FPGA在目前应用领域非常,在目前的单板设计里面,几乎都可以看到它的身影。从简单的逻辑组合,到高端的图像、通信协议处理,从单片逻辑到复杂的ASIC原型验证,从小家电到航天器,都可以看到FPGA应用,它的优点在这里无庸赘述。从个人实用角度看,对于学生,掌握FPGA可以找到一份很好的工作,对于有经验的工作人员,使用fgpa可以让设计变得非常有灵活性。掌握了fpga的设计,单板硬件设计就非常容易(不是系统设计),特别是上大学时如同天书的逻辑时序图,看起来就非常亲切。但fpga的入门却有一定难度,因为它不像软件设计,只要有一台计算机,几乎就可以完成所有的设计。fpga的设计与硬件直接相关,需要实实在在的调试仪器,譬如示波器等。这些硬件设备一般比较昂贵,这就造成一定的入门门槛,新人在入门时遇到一点问题或者困难,由于没有调试设备,无法定位问题,最后可能就会放弃。其实这时如果有人稍微指点一下,这个门槛很容易就过去。 我用FPGA做设计很多年了,远达不到精通的境界,只是熟悉使用,在这里把我对fpga的学习步骤理解写出来,仅是作为一个参考,不对的地方,欢迎大家讨论和指正。 1、工欲善其事,必先利其器。 计算机必不可少。目前FPGA应用较多的是Altera和xilinx这两个公司,可以选择安装quartusII或者ISE软件。这是必备的软件环境。 硬件环境还需要下载器、目标板。虽然有人说没有下载器和目标板也可学习fpga,但那总是纸上谈兵。这就像谈女朋友,总是嘴上说说,通个电话,连个手都没牵,能说人家是你朋友?虽说搭建硬件环境需要花费,但想想,硬件环境至多几百元钱,你要真的掌握FPGA的设计,起薪比别人都不止高出这么多。这点花费算什么? 2、熟悉verilog语言或者vhdl语言,熟练使用quartusII或者ISE软件。 VHDL和verilog各有优点,选择一个,建议选择verilog。熟练使用设计软件,知道怎样编译、仿真、下载等过程。 起步阶段不希望报一些培训班,除非你有钱,或者运气好,碰到一个水平高、又想把自己的经验和别人共享的培训老师,不然的话,培训完后总会感觉自己是一个冤大头。入门阶段可以在利用网络资源完成。 3、设计一个小代码,下载到目标板看看结果 此时可以设计一个最简答的程序,譬如点灯。如果灯在闪烁了,表示基本入门了。如果此时能够下载到fpga外挂的flash,fpga程序能够从flash启动,表明fpga的最简单设计你已经成功,可以到下一步。 4、设计稍微复杂的代码,下载到目标板看看结果。 可以设计一个UART程序,网上有参考,你要懂RS232协议和fpga内置的逻辑分析仪。网上下载一个串口调试助手,调试一番,如果通信成功了,恭喜,水平有提高。进入下一步。 5、设计复杂的代码,下载到目标板看看结果。 譬如sdram的程序,网上也有参考,这个设计难度有点大。可用串口来调试sdram,把串口的数据存储到sdram,然后读回,如果成功,那你就比较熟悉fpga的设计饿了

华为FPGA设计流程指南

华为FPGA设计流程指南 前言 本部门所承担的FPGA设计任务要紧是两方面的作用:系统的原型实现和ASIC的原型验证。编写本流程的目的是: ●在于规范整个设计流程,实现开发的合理性、一致性、高 效性。 ●形成风格良好和完整的文档。 ●实现在FPGA不同厂家之间以及从FPGA到ASIC的顺利 移植。 ●便于新职员快速把握本部门FPGA的设计流程。 由于目前所用到的FPGA器件以Altera的为主,因此下面的例子也以Altera为例,工具组合为modelsim +

LeonardoSpectrum/FPGACompilerII + Quartus,但原则和方法关于其他厂家和工具也是差不多适用的。

目录 1. 基于HDL的FPGA设计流程概述 (1) 1.1 设计流程图 (1) 1.2 关键步骤的实现 (2) 1.2.1 功能仿真 (2) 1.2.2 逻辑综合 (2) 1.2.3 前仿真 (3) 1.2.4 布局布线 (3) 1.2.5 后仿真(时序仿真) (4) 2. Verilog HDL设计 (4) 2.1 编程风格(Coding Style)要求 (4) 2.1.1 文件 (4) 2.1.2 大小写 (5) 2.1.3 标识符 (5) 2.1.4 参数化设计 (5) 2.1.5 空行和空格 (5) 2.1.6 对齐和缩进 (5) 2.1.7 注释 (5) 2.1.8 参考C语言的资料 (5) 2.1.9 可视化设计方法 (6) 2.2 可综合设计 (6)

2.3 设计名目 (6) 3. 逻辑仿真 (6) 3.1 测试程序(test bench) (7) 3.2 使用预编译库 (7) 4. 逻辑综合 (8) 4.1 逻辑综合的一些原则 (8) 4.1.1 关于LeonardoSpectrum (8) 4.1.1 大规模设计的综合 (8) 4.1.3 必须重视工具产生的警告信息 (8) 4.2 调用模块的黑盒子(Black box)方法 (8) 参考 (10) 修订纪录 (10)

FPGA设计的基本原则

FPGA设计的基本原则 面积与速度折衷原则 面积和速度是ASIC芯片设计中一对相互制约、影响成本和性能的指标,贯穿FPGA设计的始终。在FPGA设计中,面积是指一个设计消耗的FPGA内部逻辑资源的数量,可以用消耗的触发器和查找表的个数或者是等效逻辑门数来衡量;速度是指一个设计在FPGA上稳定运行时所能达到的最高频率,由设计时序状态决定。 关于面积和速度的折衷,应在满足设计时序和工作频率要求的前提下,占用最小的芯片面积;或者在所规定的面积下,使得设计的时序余量最大,能够在更高的频率上稳定运行。通常,在资源足够的情况下,更多是选择速度的最优,这也是FPGA 的特点。在具体设计中,应根据具体性能指标要求,在保证系统功能和性能的同时,降低资源消耗从而降低功耗和成本。 硬件原则 第二个原则是硬件原则。 首先,要注意FPGA的逻辑设计所采用的硬件描述语言VHDL或Verilog与软件语言C和C++有本质区别,在使用硬件描述语言进行设计时,不应片面追求代码的简洁。 其次,要采用正确的编码方法。要对所需实现的硬件电路的结构和相互连接有清晰的理解和构想,然后再用适当的VHDL语言表达出来。实际上综合软件对所写的代码在进行推论的时候,得到的硬件结果会因编码方式的不会而不同,直接影响硬件的实现。 系统原则 第三个原则是系统原则。FPGA作为硬件系统设计,应该对设计全局进行宏观上的合理安排,包括逻辑功能模块划分、时钟域信号的产生和驱动、模块复用、时序或引脚约束、面积速度折衷等。这些系统上的考虑不仅关系到是否能够最大程度地

发挥项目成员的协同设计能力,而且直接决定着设计的综合、实现效果和相关的操作时间。 模块化设计是系统原则的一个很好体现,它是自顶向下、模块划分、分工协作设计思路的集中体现,是大型复杂系统的推荐设计方法。图1是模块化设计的简单流程。 同步原则 在设计电路时,可以有异步电路和同步电路两种实现方法。异步电路使用组合逻辑电路实现,没有统一的时钟信号,容易产生毛刺和竞争冒险;同步时序电路使用组合逻辑和触发器实现电路功能,主要信号和输出信号都由时钟驱动触发器产生,能够避免毛刺,信号稳定。 ·从资源使用方面考虑,推荐使用同步设计。虽然在ASIC设计中同步电路比异步电路占用的面积大,但是在FPGA中,是以逻辑单元衡量电路面积的,所以同步设计并不比异步设计浪费资源。 ·从延迟设计方面考虑,异步电路的延时靠门延时来实现,比较难预测;同步电路使用计数器或触发器实现延时。

AD详细的设计规范

AD详细的设计规范 Design Explorer(DXP)平台及设计环境 ?各种用户定制GUI的编辑器和浏览器 ?具有全面设计错误校验功能的设计编译器 ?支持SCC、CVS和SVN的标准版控制接口 ?支持DelphiScript、语法感知编码编辑器和形式设计器的脚本引擎 ?Smart PDF for generation of PDF documents that contain component- and net-navigable views of project PCB and schematics. 原理图浏览器 ?打开浏览原理图 ?浏览任何对象/器件的属性 ?预览/打印项目单个图案/所有原理图 原理图编辑 ?所有原理图浏览器功能,以及 ?最大页面尺寸:64x64英寸 ?Supported measurement units: Mils, Inches, DXP default units, mms, cms, ms ?每个项目最大页面数:不限 ?页面级别:深度不限 ?支持的字体:所有Windows支持的字体 ?支持的输出设备:所有Windows输出设备 ?网络表输出格式:: Protel; PCB的EDIF 2.0;FPGA的 EDIF 2.0; CUPL PLD; MultiWire; Spice3F5; VHDL; P-CAD的PCB; ?每页最大器件数:不限 ?每个器件最大管脚数:不限 ?每库最大器件数:不限 ?同时打开的最大库数:不限 ?电子制表工具:总线;总线输入;器件零件;接头;电源端口;导线;网络标签; 端口;页面符号、页面条目 ?设计指示:没有ERC;PCB规则 ?非电子制表工具:文本注释;文本框;标注;圆弧;椭圆弧;椭圆;饼图;直线; 矩形;圆矩形;多边形;4点贝赛尔曲线;图形;椭圆、矩形和多边形注释?可分配的器件管脚电子类型:输入;输出;输入/输出;开放连接器;无源;高阻; 发送器;电源;VHDL缓冲器;VHDL端口 ?用户可定义的器件参数:库编辑器及原理图页均不限 ?生成报告:材料清单;项目等级;交叉索引 ?导入文件格式:所有的Protel原理图格式;最高支持2000版本的AutoCAD DXF/DWG; P-CAD 原理图ASCII (V15 和 V16); Orcad 输入(V7 和 V9) ?导出文件格式:Orcad DOS版本格式原理图; Protel V4格式原理图; Protel ASCII 格式; ASCII 和二进制Protel原理图模板

简谈FPGA研发设计相关规范(企业中很实用)

简谈FPGA研发设计相关规范(企业中很实用) 大家好!又到了每日学习的时间了,今天我们聊一聊FPGA做开发的时候,有哪些设计规范,从文档到工程建立等,聊一聊也许你会学到很多东西,少走很多弯路哦!在团队项目开发中,为了使开发的高效性、一致性、正确性,团队应当要有一个规范的设计流程。按照规范来完成项目的设计开发工作,归类清晰明了的工程文件夹级别;项目应拥有良好风格和完整的文档,如设计思路与调试记录及器件选型等;代码书写高效,即统一的书写规范,文件头包含的信息完整,无论自己还是团队他人阅读便一目了然。一、文档命名: 清晰的文档命名能够让我们思路非常的清晰,所以FPGA工程文件夹的目录要求层次鲜明,归类清晰。一个工程必须要有一个严整的框架结构,用来存放相关的文档、设计,不仅方便自己查看,也提高了项目的团队工作效率。下面我们来举例说明: 一级文件夹为工程名二级文件夹多个:用以存放源文件用以存放Testbench文件用来存放设计思路相关类的文件用来存放IP 核的文件等等…二、设计文档化:将自己对设计的思路和调试记录在文档中,有利于以后对模块功能的添加和维护,并且在项目联调时方便项目组其他人员读代码。也方便不同厂家的FPGA之间移植,以及FPGA到ASIC的移植。如下图就是设计文档化的举例说明,文档介绍清晰,功能分析明确,有利于以后对模块功能的添加和维护。设计思路:按照项目的要求,自顶向下的分成若干模块,分别编写功能。顶层尽量只做行为描述,逻辑描述在底层编写。模块的编写要有硬件电路思维方式,每一个模块的设计都应考虑是否存在该硬件电路,尽量采用同步设计。三、编程风格:每个module应存在于单独的源文件中,源文件名应与其所包含的模块名相同。每个设计都应该有一个完善的文件头,包含公司名称、设计者、设计时间、文件名、所属项目、模块名称及功能、修改记录及版本信息等内容。代码中的标识符采用传统C语言的命名方法,在单词之间用下划线分开,采用有意义,能反应对象特征、作用和性质的单词命名标识符,以此来增强程序的可读性。为避免标识符过于冗长,较长的单词可以适当的缩写。四、代码规范:低电平有效的信号,后缀名要用“_n”,比如低电平有效的复位信号“rst_n”模块名和信号名统

FPGA-verilog设计规范

FPGA-verilog设计规范 (2011-02-15 13:40:39) 转载▼ 分类:verilog 标签: 杂谈 规范很重要 工作过的朋友肯定知道,公司里是很强调规范的,特别是对于大的设计(无论软件 还是硬件),不按照规范走几乎是不可实现的。逻辑设计也是这样:如果不按规范做的话,过一个月后调试时发现有错,回头再看自己写的代码,估计很多信号功能都忘了,更不要说检错了;如果一个项目做了一半一个人走了,接班的估计得从头开始设计;如果需要在原来的版本基础上增加新功能,很可能也得从头来过,很难做到设计的可重用性。 在逻辑方面,我觉得比较重要的规范有这些: 1.设计必须文档化。要将设计思路,详细实现等写入文档,然后经过严格评审通过 后才能进行下一步的工作。这样做乍看起来很花时间,但是从整个项目过程来看,绝对要比一上来就写代码要节约时间,且这种做法可以使项目处于可控、可实现的状态。 2.代码规范。 a.设计要参数化。比如一开始的设计时钟周期是30ns,复位周期是5个时钟周期,我们可以这么写: parameter CLK_PERIOD = 30; parameter RST_MUL_TIME = 5; parameter RST_TIME = RST_MUL_TIME * CLK_PERIOD; ... rst_n = 1'b0; # RST_TIME rst_n = 1'b1; ... # CLK_PERIOD/2 clk <= ~clk; 如果在另一个设计中的时钟是40ns,复位周期不变,我们只需对CLK_PERIOD进行重新例化就行了,从而使得代码更加易于重用。 b.信号命名要规范化。 1) 信号名一律小写,参数用大写。 2) 对于低电平有效的信号结尾要用_n标记,如rst_n。 3) 端口信号排列要统一,一个信号只占一行,最好按输入输出及从哪个模块来到哪 个模块去的关系排列,这样在后期仿真验证找错时后方便很多。如: module a( //input clk, rst_n, //globle signal wren,

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FPGA设计流程指南 、八、, 前言 本部门所承担的FPGA 设计任务主要是两方面的作用:系统的原型实现和ASIC 的原型验证。编写本流程的目的是: 在于规范整个设计流程,实现开发的合理性、一致性、高效性。形成风格良好和完整的文档。 实现在FPGA 不同厂家之间以及从FPGA 到ASIC 的顺利移植。便于新员工快速掌握本部门 FPGA 的设计流程。 由于目前所用到的FPGA 器件以Altera 的为主,所以下面的例子也以Altera 为例,工具组合为modelsim + LeonardoSpectrum/FPGACompilerII + Quartus ,但原则和方法对于其他厂家和工具也是基本适用的。

目录 1. 基于HDL 的FPGA 设计流程概述 (1) 1.1 设计流程图 (1) 1.2 关键步骤的实现 (2) 1.2.1 功能仿真 (2) 1.2.2 逻辑综合 (2) 1.2.3 前仿真 (3) 1.2.4 布局布线 (3) 1.2.5 后仿真(时序仿真) (4) 2. Verilog HDL 设计 (4) 2.1 编程风格( Coding Style )要求 (4) 2.1.1 文件 (4) 2.1.2 大小写 (5) 2.1.3 标识符 (5) 2.1.4 参数化设计 (5) 2.1.5 空行和空格 (5) 2.1.6 对齐和缩进 (5) 2.1.7 注释 (5) 2.1.8 参考C 语言的资料 (5) 2.1.9 可视化设计方法 (6) 2.2 可综合设计 (6) 2.3 设计目录 (6) 3. 逻辑仿真 (6) 3.1 测试程序( test bench) (7) 3.2 使用预编译库 (7) 4. 逻辑综合 (8) 4.1 逻辑综合的一些原则 (8) 4.1.1 关于LeonardoSpectrum (8) 4.1.1 大规模设计的综合 (8) 4.1.3 必须重视工具产生的警告信息 (8) 4.2 调用模块的黑盒子( Black box )方法 (8) 参考修订纪录10 10

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