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基于EDA技术的FPGA设计

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基于EDA技术的FPGA设计
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基于EDA技术的FPGA设计 对传统电子系统设计方法与现代电子系统设计方法进行了比较,引出了基于EDA技术的现场可编程门阵列(FPGA)电路,提出现场可编程门阵列(FPGA)是近年来迅速发展的大规模可编程专用集成电路(ASIC),在数字系统设计和控制电路中越来越受到重视。介绍了这种电路的基本结构、性能特点、应用领域及使用中的注意事项。对基于EDA技术的FPGA进行了展望。指出EDA技术将是未来电子产品设计技术发展的主要方向。

集成电路技术和计算机技术的蓬勃发展,让电子产品设计有了更好的应用市场,实现方法也有了更多的选择。传统电子产品设计方案是一种基于电路板的设计方法,该方法需要选用大量的固定功能器件,然后通过这些器件的配合设计从而模拟电子产品的功能,其工作集中在器件的选用及电路板的设计上。

随着计算机性价比的提高及可编程逻辑器件的出现,对传统的数字电子系统设计方法进行了解放性的革命,现代电子系统设计方法是设计师自己设计芯片来实现电子系统的功能,将传统的固件选用及电路板设计工作放在芯片设计中进行。从20世纪90年代初开始,电子产品设计系统日趋数字化、复杂化和大规模集成化,各种电子系统的设计软件应运而生。

在这些专业化软件中,EDA(Electronic Design Automation)具有一定的代表性,EDA技术是一种基于芯片的现代电子系统设计方法。它的优势主要集中在能用HDL语言进行输入、进行PLD(可编程器件)的设计与仿真等系统设计自动化上;20世纪90年末,可编程器件又出现了模拟可编程器件,由于受技术、可操作性及性价比的影响,今后EDA技术会向模拟可编程器件的设计与仿真方向发展,并占据市场的一定份额。

EDA技术主要包括大规模可编程逻辑器件、硬件描述语言、开发软件工具及实验开发系统4个方面。其中,大规模可编程逻辑器件是利用EDA技术进行电子系统设计的载体硬件,描述语言是利用EDA技术进行电子系统设计的主要表达手段,开发软件工具是利用EDA技术进行电子系统设计的智能化与自动化设计工具,实验开发系统则是提供芯片下载电路及EDA实验、开发的外围资源。

FPGA结构概述

现场可编程门阵列FPGA作为集成度和复杂程度最高的可编程ASIC。是ASIC的一种新型门类,它建立在创新的发明构思和先进的EDA技术之上。运算器、乘法器、数字滤波器、二维卷积器等具有复杂算法的逻辑单元和信号处理单元的逻辑设计都可选用FPGA实现。以Xilinx的FPGA器件为例,它的结构可以分为3个部分:可编程逻辑块CLB(Configurable Logic Blocks)、可编程I/O模块IOB(Input/Output Block)和可编程内部连接PI (Programmable Interconnect)。CLB在器件中排列为阵列,周围环形内部连线,IOB分布在四周的管脚上。Xilinx的CLB功能很强,不仅能够实现逻辑函数,还可以配置成RAM等复杂的形式。

现场可编程门阵列FPGA是含有大规模数字电路的通用性器件。这些数字电路之间的互联网络是由用户使用更高级的软件来定义的。FPGA可以进行无限次的重复编程,从一个电路到另一个电路的变化是通过简单的卸载互联文件来实现的,极大地推动了复杂数字电路的设计,缩短了故障检查的时间。

传统的数字逻辑设计使用TTL电平和小规模的数字集成电路来完成逻辑电路图。使用这些标准的逻辑器件已经被证实是最便宜的手段,但是要求做一些布线和复杂的电路集成板(焊接调试)等工作,如果出现错误,改动起来特别麻烦。因此,采用传统电子设计方案人员的很大一部分工作主要集中在设备器件之间物理连接、调试以及故障解决方面。正是因为FPGA的EDA技术使用了更高级的计算机语言,电路的生成基本上是由计算机来完成,将使用户能较快地完成更复杂的数字电路设计,由于没有器件之间的物理连接,因此调试及故障排除更迅速、有效。

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摘 要 本系统利用物联网技术对放射源进行监测管理。通过物联网的RFID技术、传感器技术、GPRS通信技术、GPS定位等对放射源进行数据实时监控管理、报警提醒,实现了放射源的安全高效的监控。 【关键词】物联网 放射源 监控 随着当......
基于FPGA与DSP的实时视频图像偏色校正系统
发布时间:2023-01-17
摘 要: 提出一种基于FPGA与DSP的实时视频图像偏色校正系统,包括数字视频解码芯片、FPGA、DSP以及数字视频编码芯片。该系统能以一种格式接收视频图像信号并以相同的格式输出,输出偏色校正后的视频信号相比输入的视频信号而言,延迟......
基于对象数据模型的信息管理系统结构设计技术探究
发布时间:2023-01-18
一、基于对象数据模型的建立 面向对象的数据库模型时比较常见的信息系统方法之一,这种方法与人联系紧密,主要通过对人的思维习惯进行模拟,使软件开发的过程和方法最大限度的与人们解决现实问题,认识所处世界的过程和方法接近,用......
基于绩效技术的精品课程网站建设研究
发布时间:2023-01-21
【关键词】绩效技术;精品课程;网站建设 一、研究背景 虽然精品课程的建设工作或获评的课程曾受到一些批评,但精品课程建设工作仍不失为2003年以来我国高等教育领域教学研究的一个重要平台。此外,在高校精品课程基础建设的操作层......
基于建筑电气设备的施工安装技术分析
发布时间:2023-02-07
摘 要:社会经济的迅速增长刺激了建筑行业的发展,也使越来越多的人将注意力放到了建筑质量和居住安全上,是以建筑电气设也随着这股浪潮发展起来,应用范围得以不断拓宽。电气设备的质量对建筑工程有着直观而深刻的影响,它的好坏也直......
基于色彩心理学与艺术设计研究
发布时间:2023-02-14
摘要:色彩是颜色混合总称,不同颜色之间相互搭配能够在人们心中产生不同的效果,色彩的变化在影响着人们视觉体验的同时也会产生带有情感的心理活动。色彩心理学是一种对客观世界的展现,人们常常通过色彩心理学去感受艺术,色彩与形......
基于物联网技术的高校监考任务提醒系统的设计与开发
发布时间:2023-01-24
【摘要】为了尽量避免高校监考教师迟到、缺勤等教学事故的发生,使用VB软件设计开发了一款基于物联网技术的监考任务提醒系统。此系统能够在考试前通过GSM网络为监考教师提供短信提醒或电话提醒服务,大大提高了教务管理的工作效率,极大地降低了教学事故发生的概率。【关键词】物联网;高校;监考;提醒系统【Abstract】Inordertoavoidtheteachingaccidentssuchasbeing.........
基于信息技术的计算机应用课程研究
发布时间:2016-11-02
中职院校的主要培养目标是为社会培养需要的技术性人才,随着信息技术的快速发展,在中职计算机应用课程中结合信息技术展开教学已经成为中职教学的一大趋势,利用信息技术教学计算机应用课程,切实提高学生的计算机实力。 一、利用网络......
基于路由器的网络技术
发布时间:2022-10-08
基于路由器的网络技术 基于路由器的网络技术 信息技术论文 更新:2006-4-8 阅读: 基于路由器的网络技术 基于路由器的网络技术 张小莉 (重庆商学院 计算机应用系,重庆 400067) 摘要:本文首先介绍了路......
基于流程工业智能工厂建设技术应用
发布时间:2022-10-27
一、智能工厂的概念及体系架构(一)智能工厂概念美国的智能制造领导同盟是世界上最早对智能工厂做出描述的组织,它提出智能过程制造(SPM)理念,将人工与智能联合起来,集中力量为策划、使用、维护和设备管理服务,通过模型化的方法使工厂的决策与运行方式更加合理可靠,不仅可以拥有一定的预知能力,还可以提高其对特殊事故的反应及处理能力。随后德国继美国之后第二个将此概念加入国家战略,提出“工业4.0”的理念,也就.........
关于建设工程地基基础岩土试验检测技术的研究
发布时间:2023-01-16
摘要:地基岩土是建造工程施工中非常重要的一个方面,地基岩土支撑着建造工程的载荷,因而,就需求地基岩土有满足的承载力。经过科学的试验检测地基岩土,取得有关参数,能够对地基岩土层进行科学的运用,进步建造工程的安全性。 一......
基于生态视野下的环境艺术设计分析
发布时间:2022-11-19
【摘 要】随着我国社会经济的不断发展以及人民生活水平的逐渐提高,使得各省市县在进行城市建设时的环境艺术受到了越来越多的重视。在进行城市规划的过程中,环境艺术设计是其重要的组成部分之一,良好的城市环境艺术设计可以使得城市......
水利水电工程设计中地基处理技术
发布时间:2023-04-08
摘要:地基是支撑建筑基础的土地或岩体。水利水电工程地基建设的好坏会影响着整个工程的造价和建筑结构,以及工程安全性。因此,相关施工作业人员的操作技术需要严格的要求。通过水利水电工程设计中的地基处理技术,探讨我国当前水利水电......
基于创业团队的项目教学设计——发动机电控技术课程改革
发布时间:2016-10-19
本课程的教学目标是通过企业岗位任务及所需能力分析,发动机电控系统检修任务是汽车维修典型和经常性的任务,针对此任务设置的《发动机电控技术》课程以培养和发展学生的行动能力为总体目标,使学生掌握发动机电控系统的基本结构、工作......
基于J2EE开发技术研究
发布时间:2015-09-09
摘 要 随着进入信息社会,计算机已经成为人们生活中必不可少的工具,基于B/S模式的应用软件的使用也越来越流行。而J2EE就是众多架构中最流行的一种开发架构,其目的就是为了能够使企业开发者大幅缩短开发周期以及方便维护管理的一种体......
基于物联网技术的油库信息系统建设研究
发布时间:2023-03-01
摘要:物联网技术不是对现有技术的革命性颠覆,而是现有技术的集成创新。结合现实需求,对基于物联网技术的油库信息系统建设进行初步研究,提出系统的体系结构,并对油罐自动计量、油料收发控制、消防报警等关键子系统进行功能设计,以期提高油库管理的自动化和智能化水平,同时,提出物联网技术广泛应用于油库信息系统建设需要解决的问题,为相关系统建设提供参考。关键词:物联网;信息系统;过程自动化;油库中图分类号:TP3.........
基于PROTEUS数字频率计的设计
发布时间:2013-12-18
摘 要:该数字频率计主要由74系列集成电路组成,它除具有基本的计频功能外,还具有对信号进行放大整形、选择时基信号、自动清零、自动换挡等功能。将待测频率的信号加入到信号输入端,与时基信号经闸门电路送入低位计数器的脉冲端开始计数......
浅析基于计算机软件工程的现代化技术
发布时间:2023-03-27
随着我国社会经济的快速发展和信息时代的到来, 计算机软件工程技术已经成为了目前一项重要的技术, 开始运用到了生产生活中的众多领域中。本文对计算机软件工程的发展历程进行了简要的分析, 同时就计算机软件工程基本策略的加强做了......
基于城市建设施工技术要点的分析与研究
发布时间:2023-04-18
【摘 要】进入21世纪以来,中国的经济政治文化等方面取得到了快速的发展,从而拉动了全国城市化进程的发展,人民对于城市建设的施工技术有了更高的要求。为了最好地利用局限的资源,更好地服务广大人民群众,对于城市建设的施工技术要......
基于云计算环境下的网络安全技术实现
发布时间:2023-02-12
摘 要:云计算不仅具有高效准确的数据处理能力,能够提供安全可靠的信息服务,而且拥有灵活可扩展的存储模式。这些优势使它成为现今应用最广泛的并行计算技术。在云计算的环境下,绝大多数的软件以及数据信息都被转移到网络服务提供商......
基于三维可视化技术的土地整治建设研究
发布时间:2022-10-03
摘要:在土地整治建设项目中,利用地理信息系统软件ArcGIS与遥感软件ERDAS软件,将项目区的影像图、高程以及其他辅助信息进行处理、整合,制作出具有三维可视化模型,将其作为土地整治建设项目土地调查的现状与后期规划的基础。成果显......
基于无线射频识别技术的智慧校园一卡通系统的研究与设计
发布时间:2023-06-17
摘 要:无线射频识别技术(RFID)在国内发展日趋成熟,高校基础建设不断完善,文中结合大学校园的管理模式与运行特点,综合物联网技术的优势,研究并设计了一种基于无线射频识别技术的校园一卡通系统架构和方案,该方案具体包括数据处......
基于移动互联技术的高校公共课移动学习平台设计与开发
发布时间:2016-01-09
摘 要:随着智能手机的普及和无线网络的快速发展,高校学生越来越习惯于使用手机进行移动学习,而国内高校很少针对公共课特点,研发基于移动学习理念的自主学习平台。安徽师范大学创新高校公共课教学模式,设计开发安徽师范大学《现代......
浅析基于物联网技术的高职院校实验室智能管理平台设计
发布时间:2023-04-24
0 引言 高职教育区别于本科教育的一个重要方面就在于其职业导向性。高职教育的人才培养目标强调为生产第一线服务,高职教育定位的特殊性决定了其教学活动更加重视实践动手能力,理论知识则以够用为度。因此,实践教学是高职院校人才培......
探索基于云端测试技术
发布时间:2023-02-18
摘要:云计算凭借着它可以提供无限的廉价存储和计算能力的优势发展非常迅猛。云计算(cloud computing)是基于互联网的相关服务的增加、使用和交付模式,通常涉及通过互联网来提供动态易扩展且经常是虚拟化的资源。云测试(Cloud Tes......
基于ADSL技术的校园网的组建
发布时间:2013-12-18
基于ADSL技术的校园网的组建 基于ADSL技术的校园网的组建 信息技术论文 更新:2006-4-8 阅读: 基于ADSL技术的校园网的组建 基于ADSL技术的校园网的组建 杨梭生 李花 (中国矿业大学) ......
PLD与FPGA
发布时间:2023-01-10
PLD/FPGA新手入门 PLD是可编程逻辑器件(Programable Logic Device)的简称,FPGA是现场可编程门阵列(Field Programable Gate Array)的简称,两者的功能基本相同,只是实现原理略有不同,所以我们有时可以忽略这两者的区别,统称为可编......