【正文】 利用 EDA 開發(fā)工具，通過芯片設計來實現(xiàn)系統(tǒng)功能 ， 在系統(tǒng)硬件設計的早期進行仿真。 成都 電子機械高等?？茖W校 3 2 系統(tǒng) 設計 的輔助工具 此次設計是 按照 自頂向下 的設計方法，對整個系統(tǒng)進行方案設計和功能劃分，系統(tǒng)的關鍵電路用一片或幾片專用集成電路（ ASIC）實現(xiàn)，然后采用硬件描述語言（ VHDL）完成系統(tǒng)行為級設計，最后通過綜合器和適配器生成最終的目標器件。 所以本次設計的搶答器拋棄了傳統(tǒng)的設計方法，選擇了采用主流的 EDA 技術進行設計。 EDA 技術的設計優(yōu)勢 傳統(tǒng)的設計方法采用 自底向上 的設計方法，一般先按電子系統(tǒng)的具體功能要求進行功能劃分，然后對每個子模塊畫出真值表，用卡諾圖進行手工邏輯簡化，寫出布爾表達式，畫出相應的邏輯線路圖，再據(jù)此選擇元 器件，設計電路板，最后進行實測與調(diào)試，由于無法進行硬件系統(tǒng)功能仿真，如果某一過程存在錯誤，查找和修改十分不便，所以這是一種 費時 、 費力的設計方法 ,而現(xiàn)代電子設計技術 (EDA)是自頂向下且先進高效的。例如在飛機制造過程中，從設計、性能測試及特性分析直到飛行模擬，都可能涉及到 EDA 技術。包括在機械、 電子、通信、航空航天、化工、礦產(chǎn)、生物、 成都 電子機械高等?？茖W校 2 醫(yī)學、軍事等各個領域，都有 EDA 的應用。利用 EDA工具，電子設計師可以從概念、算法、協(xié)議等開始設計電子系統(tǒng)，大量工作可以通過計算機完成，并可以將電子產(chǎn)品從電路設計、性能分析到設計出 IC 版圖或 PCB 版圖的整個過程在計算機上自動處理完成。智力搶答器在智力競賽中起到很重要的角色， 能夠準確、公正、直觀地判斷出首輪搶答者，并且通過搶答器的數(shù)碼顯示和警示蜂鳴等方式指示出首輪搶答者。未來的 EDA技術將在仿真、時序分析、集成電路自動測試、高速印刷版設計及開發(fā)操作平臺的擴展等方面取得新的突破，向著功能強大、簡單易學、使用方便的方向發(fā)展。 【 1】 EDA 是指以計算機為工作平臺，融合了應用電子技術、計算機技術、智能化技術最新成果而研制成的電子 CAD 通用軟件包，主要能輔助進行三方面的設計工作： IC設計 ,電子電路設計以及 PCB設計?，F(xiàn)代電子產(chǎn)品在性能提高、復雜度增大的同時，價格卻一直呈下降趨勢，而且產(chǎn)品更新?lián)Q代的步伐也越來越快，實現(xiàn)這種進步的主要原因就是生產(chǎn)制造技術和電子設計技術的發(fā)展。本設計主要的功能是： 存功能； 。本文 闡述了 EDA 的概念和發(fā)展、 VHDL 語言的優(yōu)點和語法結(jié)構(gòu)并分析講解了智能搶答器 的各 模塊的功能要求、基本原理 以及 實現(xiàn)方法 。 智能搶答器的設計 畢 業(yè) 論 文 專業(yè) ：電子測量技術與儀器 班級 ： 09251 姓名 ： 肖開通 指導老師：柏淑紅 老師 成都 電子機械高等?？茖W校 IV 摘要 伴隨著集成電路 (IC)技術的發(fā)展 ,EDA 技術 已經(jīng)成為現(xiàn)代電子設計的發(fā)展趨勢 ，并 在各大公司、企事業(yè)單位和科研教學部門廣泛使用 。 VHDL 是一種全方位的硬件描述語言，幾乎覆蓋了以往各種硬件描述語言的功能，整個自頂向下或自底向上的電路設計過程都可以用 VHDL 來完成 。 本系統(tǒng)的設計就是 采用 VHDL 硬件描述語言編程， 基于 Quartus II 平臺進行編譯和仿真來實現(xiàn)的，其采用的模塊化、逐步細化的設計方法有利于系統(tǒng)的分工合作 ，并且能夠及早發(fā)現(xiàn)各子模塊及系統(tǒng)中的錯誤，提高系統(tǒng)設計的效率。 關鍵詞 電子設計自動化 (EDA)； VHDL；搶答器；自頂向下的設計方法 成都 電子機械高等專科學校 V 智能搶答器的設計 ..........................................................................................................................III 1 緒 論 ...........................................................................................................................................1 EDA 技術的發(fā)展 ..................................................................................................................1 智能搶答器的市場現(xiàn)狀和 EDA 技術的應用 ...........................................................................1 EDA 技術的設計優(yōu)勢 ...........................................................................................................2 論文結(jié)構(gòu) ............................................................................................................................2 2 系統(tǒng)設計的輔助工具 ....................................................................................................................3 傳統(tǒng)的數(shù)字系統(tǒng)設計方法和現(xiàn)代的數(shù)字系統(tǒng)設計方法比較 ..................................................3 VHDL 硬件描述語言概述 ......................................................................................................4 硬件平臺 QuartusII 概述 ....................................................................................................5 Quartus II 介紹 ......................................................................................................5 Quartus II 設計流程及注意事項 ....................................................................................5 Quartus II 的設計優(yōu)勢應用舉例 ....................................................................................6 3 智能搶答器系統(tǒng)的設計與實現(xiàn) ......................................................................................................8 搶答器系統(tǒng)設計要求 ..........................................................................................................8 系統(tǒng)總體設計思想 ..............................................................................................................8 子模塊的設計思想和實現(xiàn) ....................................................................................................9 鑒別模塊的設計與實現(xiàn) .......................................................................................... 10 計時模塊的設計與實現(xiàn) .......................................................................................... 11 計分模塊的設計與實現(xiàn) .......................................................................................... 13 4 智能搶答器模塊的仿真驗證 ........................................................................................................ 18 鑒別模塊的仿真驗證 ......................................................................................................... 18 計時模塊的仿真驗證 ......................................................................................................... 19 計分模塊的仿真驗證 ......................................................................................................... 20 數(shù)顯模塊的仿真驗證 ......................................................................................................... 22 綜合仿真驗證 ................................................................................................................... 23 結(jié)束語 ........................................................................................................................................... 25 參考文獻 ........................................................................................................................................ 26 附 錄 ........................................................................................................................................... 27 附錄 1 搶答鑒別模塊 VHDL 程序 （ ） .................................................................... 27 附錄 2 搶答計時模塊 VHDL 程序（ ） ......................................................................... 28 附錄 3 搶答計分模塊 VHDL 程序（ ） ......................................................................... 30 附錄 4 譯碼器 VHDL 程序（ ） ............................................................................... 35