1、 VHDL 课程设计 乐曲演奏电路设计乐曲演奏电路设计 一、概述一、概述 在电子设计技术领域，可编程逻辑器件的广泛应用，为数字系统的设计带来了极大的 灵活性。 由于该器件可以通过软件编程而对其硬件的结构和工作方式进行重构， 使得硬件的 设计可以如同软件设计那样方便快捷。 这一切极大的改变了传统的数字系统设计方法、 设计 过程乃至设计观念。 在传统的数字系统设计中， 用户能够通过编程方式改变器件逻辑功能只 有两种途径，即微处理器的软件编程（如单片机）和特定器件的控制字配置（如8255） 。在 传统的设计概念中， 器件引脚功能的硬件方式的任意确定是不可能的。 而对于系统构成的设 计过程只能对器件功
2、能和电路板图分别进行设计和确定，通过设计电路板来规划系统功能。 在此期间， 大量的时间和精力花在元件选配和系统结构的可行性定位上。 但若采用可编程逻 辑器件，便可以利用计算机软件的方式对目标进行设计，而以硬件的形式既定的系统功能。 在设计过程中，设计者若可根据需要，随时改变器件的内部逻辑功能和管脚的信号方式。借 助于大规模集成的可编程器件和高效的设计软件， 用户不仅可通过直接对芯片结构的设计实 现多种数字逻辑器件和高效的设计软件， 用户不仅可通过直接对芯片结构的设计实现多种数 字逻辑功能， 而且由于管脚定义的灵活性， 大大减轻了电路图设计和电路板设计的工作量和 难度，缩小了系统的体积，提高了系
3、统的可靠性。 EDA是电子设计自动化（Electronic Design Automation）的缩写，是20世纪90年代初， 从CAD（计算机辅助设计） 、CAM（计算机辅助制造） 、CAT（计算机辅助测试）和CAE（计算机 辅助工程）的概念发展而是来的。EDA技术就是以计算机为工具，在EDA软件平台上，对以硬 件描述HDL为系统逻辑描述手段完成的设计文件自动地完成逻辑编译、逻辑分割、逻辑综合 及优化、逻辑布局、逻辑仿真，直至对于特定目标芯片的甜酸编译、逻辑遇敌和编程下载等 工作。 设计者的工作仅限于利用软件的方式， 即利用硬件描述评议来完成对系统硬件功能的 描述，在EDA工具的帮助下就可以
4、得到最后的设计结果。尽管目标系统是硬件，但整个设计 和修改过程如同完成软件设计一样的方便和高效。 EDA技术中最为瞩目的功能，即最具现代电子设计技术特征的功能就是日益强大的逻辑 设计仿真测试技术。EDA仿真测试技术只需通过计算机就能对所设计的电子系统从各种不同 屋次的系统性能特点完成一系列准确的测试与仿真操作在完成实际系统的安装后还能对系 统上的目标器件进行所谓边界扫描测试。 这一切都极大地提高了大规模系统电子设计的自动 化程度。 另一方面高速发展的CPLD/FPGA器件又为EDA技术的不断进步奠定了坚实的物质基础。 CPLD/FPGA器件更广泛的应用及厂商间的竞争，使得普通的设计人员获得廉价的器件和EDA 软件成为可能。 现代的EDA工具软件已突破了早期仅能进行PCB版图设计， 或类似某些仅限于电路功能模 拟的、纯软件范围的局限，以最终实现可靠的硬件系统为目标，配备了系统设计自动化的全 部工具。如配置了各种常用的硬件描述语言平台VHDL、Verilog HDL、ABEL-HDL等；配置了 多种功能兼用和混合使用的逻辑描述输入工具， 如硬件描述语言文本输入法 （其中包括布尔
