EDA课程设计(论文)-基于VHDL的乒乓球游戏机设计.pdf

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1引言

EDA（ElectronicDesignAutomation，电子设计自动化）技术是现代电子工程领

域的一门新技术。它提供了基于计算机和信息技术的电路系统设计方法。EDA技术的发

张和推广应用极大地推动了电子工业的发展。EDA技术就是以计算机为工具，在EDA软件

平台上，对以硬件描述语言VHDL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，逻辑化简，逻辑分割，逻辑综合及优化，逻辑布局布线，逻辑仿真，直至对于特定

目标芯片的适配编译，逻辑映射和编程下载等工作。设计者的工作仅限于利用软件的方

式，即利用硬件描述语言来完成对系统硬件功能的描述，在EDA工具的帮助下就可以得

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到最后的设计结果。近年来，集成电路制造技术的快速发展,一方面促进了相应设计

技术的发展,另一方面也对设计技术提出了更高的要求。当前集成电路设计,面临着功

能强、性能好、规模大、成本低、设计周期短等一系列要求和挑战,这些要求和挑战引

起了集成电路设计方法的全面革新。当今,以行为设计为主要标志的新一代数字系统设

计理论已形成并得到发展。在集成电路的数字系统的系统级设计中,VHDL硬件描述语

言构造的描述模型优化设计,有利于高效利用设计空间,实现设计结构的精确分析,使

芯片资源得以充分利用。

的背景、目的

20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社

会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现

代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。而休闲时间越来越少的

人们越来越没太多的时间出去搞户外活动，于是众多电子游戏相应而出，成为大家的娱

乐节目。因此设计了这个两人的乒乓球游戏。而电子信息类产品的开发明显地出现了两

个特点：一是开发产品的复杂程度加深；二是开发产品的上市时限紧迫。而伴随着如上

两个特点的产生，相应的出现了设计上的两个问题。其一，在电子系统日趋数字化、复

杂化和大规模集成化的今天，电子厂商们越加迫切地追求电子产品的高功能、优品质、

低成本、微功耗和微小封装尺寸，从而使得电子设计日趋复杂。那么如何去完成这些高

复杂度的电子设计呢?其二，电子产品设计周期短和上市快是电子厂商们坚持不懈的追

求，那么面对日趋复杂的设计，又如何能够缩短开发时间呢？解决以上两个问题的唯一

途径是电子设计自动化（EDA）,即用计算机帮助设计人员完成繁琐的设计工作。

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1.2课题设计主要内容

两人乒乓球游戏机是用8个发光二级管代表乒乓球台，中间两个发光二极管兼做乒

乓球网，用点亮的发光二极管按一定方向移动来表示球的运动。在游戏机的两侧各设置

发球和击球开关，甲乙双方按乒乓球比赛规则来操作开关。当甲方按动发球开关时，靠

近甲方的第一个发光二极管亮，然后发光二极管由甲方向乙方依次点亮，代表乒乓球的

移动。当球过网后按照设计者规定的球位乙方就可以击球。若乙方提前击球或者未击到

球，则甲方得分。然后重新发球进行比赛，知道一方记分达到21分为止，记分清零，

重新开始新一局比赛。

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2开发工具简介

技术

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EDA是电子设计自动化（ElectronicDesignAutomation）缩写，是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）的概念发展而来的。EDA技术是以计算机为工具，根据硬件描述

语言HDL（HardwareDescriptionlanguage）完成的设计文件，自动地完成逻辑编译、

化简、分割、综合及优化、布局布线、仿真以及对于特定目标芯片的适配编译和编程下

载等工作