Bài giảng Thiết kế mạch số dùng HDL - Chương 1: Phương pháp luận thiết kế vi mạch số

Bài giảng Thiết kế mạch số dùng HDL - Chương 1: Phương pháp luận thiết kế vi mạch số có nội dung trình bày về phương pháp luận thiết kế; thiết kế cổ điển (classical design methods); thiết kế bằng ngôn ngữ (computer-based languages methods); tham số công nghệ vi mạch;... Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Thiết kế mạch số dùng HDL - Chương 1: Phương pháp luận thiết kế vi mạch số dce 2009 Thiết kế mạch số dùng HDL Chương 1: Phương pháp luận thiết kế vi mạch số Computer Engineering 2009 Nội dung chính • Phương pháp luận thiết kế • Tham số công nghệ vi mạch Advanced Digital Design with the Verilog HDL – 2 chapter 1 ©2009, Pham Quoc Cuong Computer Engineering 2009 Nội dung chính • Phương pháp luận thiết kế • Tham số công nghệ vi mạch Advanced Digital Design with the Verilog HDL – 3 chapter 1 ©2009, Pham Quoc Cuong Computer Engineering 2009 Các xu hướng thiết kế • Thiết kế cổ điển (classical design methods)  Dựa trên giản đồ (schematic)  Paper & pencil • Thiết kế bằng ngôn ngữ (computer-based languages methods)  Nhanh chóng  Mạch tích hợp hàng triệu cổng Được sử dụng rộng rãi thiết kế các mạch phức tạp và kích thước lớn Advanced Digital Design with the Verilog HDL – 4 chapter 1 ©2009, Pham Quoc Cuong Computer Engineering 2009 Định luật Moore Advanced Digital Design with the Verilog HDL – 5 chapter 1 ©2009, Pham Quoc Cuong Computer Engineering 2009 Ngôn ngữ đặc tả phần cứng (HDL) • Định nghĩa  Là ngôn ngữ thuộc lớp ngôn ngữ máy tính (computer language)  Dùng miêu tả cấu trúc và hoạt động một vi mạch  Dùng mô phỏng, kiểm tra hoạt động vi mạch  Biểu diễn hành vi theo thời gian và cấu trúc không gian của mạch  Bao gồm những ký hiệu biểu diễn thời gian và sự đồng thời (time and concurrence) Advanced Digital Design with the Verilog HDL – 6 chapter 1 ©2009, Pham Quoc Cuong Computer Engineering 2009 Ngôn ngữ đặc tả phần cứng (HDL) • Ưu điểm  Dễ quản lý những mạch lớn và phức tạp  Uyển chuyển và độc lập với công nghệ  Cho phép tái sử dụng những thiết kế có sẵn  Mạch có thể được tổng hợp tự động từ đặc tả • VerilogTM & VHDL  Được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp  Theo chuẩn IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineerings)  Được hỗ trợ bởi các công cụ tổng hợp ASIC (appilcation- specific integrated circuits) và FPGA (field-programmable gate arrays) Advanced Digital Design with the Verilog HDL – 7 chapter 1 ©2009, Pham Quoc Cuong Computer Engineering 2009 Phương pháp luận thiết kế Lưu đồ thiết kế ASICs bằng HDL Advanced Digital Design with the Verilog HDL – 8 chapter 1 ©2009, Pham Quoc Cuong Computer Engineering 2009 Thiết kế ý niệm (Design Specification) • Đặc tả chi tiết  Chức năng  Thời gian  Năng lương tiêu hao  … • Biểu diễn  Đồ thị trạng thái (state transation graph)  Máy trạng thái (algorithmic-state machine)  Ngôn ngữ cấp cao: SystemC, SuperLog…  … Advanced Digital Design with the Verilog HDL – 9 chapter 1 ©2009, Pham Quoc Cuong Computer Engineering 2009 Thiết kế phân hoạch (Design Partition) • Mạch lớn được phân chia thành các mạch nhỏ hơn • Mỗi mạch nhỏ này được đặc tả bằng HDL • Mỗi mạch nhỏ có thể được tổng hợp trong thời gian chấp nhận được  Phương pháp thiết kế từ trên xuống (top-down design/ hierarchical design) Phân chia mạch cộng 4 bits ...