摘 要 隨著基于CPLD的EDA技術(shù)的發(fā)展和應用領域的擴大與深入，EDA技術(shù)在電子信息、通信、自動控制用計算機等領域的重要性日益突出。作為一個學電子信息專業(yè)的學生，我們必須不斷地了解更多的新產(chǎn)品信息，這就更加要求我們對EDA有個全面的認識。本程序設計的是簡易電子琴的設計。采用EDA作為開發(fā)工具，VHDL語言為硬件描述語言，MAX + PLUS II作為程序運行平臺，所開發(fā)的程序通過調(diào)試運行、波形仿真驗證，初步實現(xiàn)了設計目標。本程序使用的硬件描述語言VHDL，可以大大降低了硬件數(shù)字系統(tǒng)設計的入門級別，讓人感覺就是C語言的近親。通過老師的指導和自己的學習完成了預想的功能。

關鍵詞 電子琴；課程設計；EDA；VHDL
















1 引言

1.1 課程設計的目的
鞏固和運用所學課程，理論聯(lián)系實際，提高分析、解決計算機技術(shù)實際問題的獨立工作能力，通過對一個簡易的八音符電子琴的設計，進一步加深對計算機原理以及數(shù)字電路應用技術(shù)方面的了解與認識，進一步熟悉數(shù)字電路系統(tǒng)設計、制作與調(diào)試的方法和步驟。鞏固所學課堂知識，理論聯(lián)系實際，提高分析、解決計算機技術(shù)實際問題的獨立工作能力。為了進一步了解計算機組成原理與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，深入學習EDA技術(shù)，用VHDL語言去控制將會使我們對本專業(yè)知識可以更好地掌握。
1.2 課程設計的內(nèi)容
（1）設計一個簡易的八音符電子琴，它可通過按鍵輸入來控制音響。
（2）演奏時可以選擇是手動演奏（由鍵盤輸入）還是自動演奏已存入的樂曲。
（3）能夠自動演奏多首樂曲，且每首樂曲可重復演奏。

2 開發(fā)工具簡介

2.1 EDA技術(shù)
EDA是電子設計自動化（Electronic Design Automation）縮寫，是90年代初從CAD（計算機輔助設計）、CAM（計算機輔助制造）、CAT（計算機輔助測試）和CAE（計算機輔助工程）的概念發(fā)展而來的。EDA技術(shù)是以計算機為工具，根據(jù)硬件描述語言HDL（ Hardware Description language）完成的設計文件，自動地完成邏輯編譯、化簡、分割、綜合及優(yōu)化、布局布線、仿真以及對于特定目標芯片的適配編譯和編程下載等工作。典型的EDA工具中必須包含兩個特殊的軟件包，即綜合器和適配器。綜合器的功能就是將設計者在EDA平臺上完成的針對某個系統(tǒng)項目的HDL、原理圖或狀態(tài)圖形描述，針對給定的硬件系統(tǒng)組件，進行編譯、優(yōu)化、轉(zhuǎn)換和綜合，最終獲得我們欲實現(xiàn)功能的描述文件。綜合器在工作前，必須給定所要實現(xiàn)的硬件結(jié)構(gòu)參數(shù)，它的功能就是將軟件描述與給定的硬件結(jié)構(gòu)用一定的方式聯(lián)系起來。也就是說，綜合器是軟件描述與硬件實現(xiàn)的一座橋梁。綜合過程就是將電路的高級語言描述轉(zhuǎn)換低級的、可與目標器件FPGA/CPLD相映射的網(wǎng)表文件。
　　適配器的功能是將由綜合器產(chǎn)生的王表文件配置與指定的目標器件中，產(chǎn)生最終的下載文件，如JED文件。適配所選定的目標器件（FPGA/CPLD芯片）必須屬于在綜合器中已指定的目標器件系列。
　　硬件描述語言HDL是相對于一般的計算機軟件語言，如：C、PASCAL而言的。HDL語言使用與設計硬件電子系統(tǒng)的計算機語言，它能描述電子系統(tǒng)的邏輯功能、電路結(jié)構(gòu)和連接方式。設計者可利用HDL程序來描述所希望的電路系統(tǒng)，規(guī)定器件結(jié)構(gòu)特征和電路的行為方式；然后利用綜合器和適配器將此程序編程能控制FPGA和CPLD內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并實現(xiàn)相應邏輯功能的的門級或更底層的結(jié)構(gòu)網(wǎng)表文件或下載文件。目前，就FPGA/CPLD開發(fā)來說，比較常用和流行的HDL主要有ABEL-HDL、AHDL和VHDL。
參考文獻
《VHDL與數(shù)字電路設計》.盧毅, 賴杰. 科學出版社
《VHDL語言100例詳解——北京理工大學ASIC研究所》.北京理工大學ASIC研究所. 清華大學出版社
《VHDL 程序設計》(第二版). 曾繁泰等. 清華大學出版社
《VHDL入門與應用》陳雪松, 滕立中 .人民郵電出版社
《VHDL簡明教程》.王小軍 .清華大學出版社