FPGA的数字频率计设计(3)

菜单

可编程逻辑器件作为一种近些年发展迅速的新型模块化的集成电路，成为目前支撑数字系统设计的主要硬件基础，是硬体编程语言的有效物理实现工具。可编程逻辑器件对数字系统设计自动化意义非凡，起到了很大的推动作用。现代的电子设计工具已经可以识别、读取不同的硬件描述，可以自行建立元器件及元器件库。目前以可编程逻辑器件为原材料的数字集成电路在不断地更新换代，从“制造自主芯片”开始的新型EDA设计方式己成为当前数字系统设计追赶的主流。早期的电子管和晶体管等小中规模集成电路已经进化成超大规模集成电路(VLSIC，几万门以上)和具有特定功能指标的专用集成电路。半导体硬件制造工艺需要标准化的直接设计描述，高抽象级的描述被翻译为了具体信息单元（cell）的形式。系统设计师们更倾向于设计专用集成电路(ASIC)芯片，利用特定的集成电路制造工艺实现硬件电路，尽量缩短ASIC的设计周期，最好是在实验室里就能设计出能马上投入使用的ASIC芯片，因而出现了现场可编程逻辑器件(FPLD)，其中包括应用广泛现场可编程门阵列(FPGA)以及复杂可编程逻辑器件(CPLD)。

随着集成电路规模的扩大、半导体的发展，低成本的新型的FPGA/CPLD发展规模越来越大，可编程逻辑器件在硬件设计领域的重要性急剧增加。低端CPLD逐渐取代74系列等传统的数字元件，目前大规模FPGA多数支持可编程片上系统（SOPC），作为高端的FPGA在不断地夺取ASIC的市场份额，与CPU或DSP Core的有机结合，使FPGA不再只是传统的硬件电路设计手段，而逐步升华为系统量级、电路量级和物理量级的实现工具。

目前的EDA软件开发市场中心主要在美国。日本、韩国也都有ASIC设计工具。最新统计结果显示，中国和印度正在成为电子设计自动化开发领域发展最迅速的两个国际，年复合增长率分别达到了50%和30%，但不对外开放。中国EDA市场渐趋成熟，并在各大公司、企业单位和科研部门广泛涉及。不过大部分我国设计工程师只专注于PCB制板和小型ASIC领域，仅有约11%的科研人员致力于开发复杂的片上系统器件。我们要重视这现状，这关系到名族产业的兴盛，要加快追赶世界上先进国家的数字设计方法。

21世纪是EDA技术的高速发展时期,着眼于数字逻辑向模拟电路和数模混合电路的方向发展，电子设计自动化工具将被用来生产全定制的专用集成电路。随着基于EDA的SOC设计技术的发展、软硬核功能库的建立、IP核复用，以及基于HDL的自顶向下的设计理念的建立，EDA将会超越电子设计的范畴进入其他生产领域，未来的电子系统级设计(ESL)将普及。

1.2.2 QuartusⅡ简介

Quartus II是世界上最大的可编程逻辑器件生产商之一的Altera公司推出的FPGA/CPLD开发软件，支持原理图、VHDL、Verilog HDL以及AHDL（Altera Hardware支持Description Language）多种设计输入形式。Quartus II在21世纪初推出，是Altera前一代FPGA/CPLD集成开发环境MAX+PLUSII的更新换代产品，可以完成从设计输入到硬件配置的完整PLD设计流程，其界面统一，使用方便，提供了一种可与器件内部结构无关的设计环境，提高了设计者进行设计输入、快速处理和器件编程的效率。

Quartus II提供的具有数字逻辑设计全部特征得多平台设计环境，能满足各种特定的设计需要，是单芯片可编程系统设计综合性环境和SOPC开发的基本实现工具，为Altera DSP开发包能进行系统模型设计提供了集成组合平台，简化了设计的复杂性。Quartus II也具备仿真功能，还能持第三方的EDA仿真工具，如ModelSim。此外，结合QuartusII与MATLAB和DSP Builder可以进行基于FPGA的DSP系统开发和数字通信模块的开发。