THIẾT KẾ NHỜ MÁY TÍNH
THIẾT KẾ NHỜ MÁY TÍNH
Computer Aided Design
Nguyễn Phú Bình, Phạm Văn Thuận
Bộ môn KTMT - Khoa CNTT
Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội
Nội dung của môn học
 Phần 1: Cơ sở thiết kế mạch logic
 Phần 2: Quy trình thiết kế ASIC/ASIP
 Phần 3: Ngôn ngữ mô tả phần cứng VHDL
Copyright (c) 10/2006 by NPB
2
Lưu ý của tác giả
 Không ñược tự ý sao chép hay quảng bá bài giảng
này nếu chưa ñược sự ñồng ý của tác giả.
 Địa chỉ liên hệ của tác giả:
Nguyễn Phú Bình
Bộ môn Kỹ thuật Máy tính
Copyright (c) 10/2006 by NPB
3
Bộ môn Kỹ thuật Máy tính
Khoa Công nghệ Thông tin
Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
Tel: 8696125 – Mobile: 0983533925
Website:
Email:

Thiết kế nhờ máy tính
Phần 3
NGÔN NGỮ MÔ TẢ PHẦN
Copyright (c) 10/2006 by NPB

-Mỗi mạch cần thiết kế bao
gồm các cổng logic và các
flip-flops
-Sử dụng các phương pháp
tối giản hóa ñể ñơn giản
mạch thực thi
Chỉ phù hợp cho
thiết kế nhỏ
Trước khi có HDL…
Schematic based
design
-Cải tiến cho phương pháp
thiết kế sử dụng hàm logic.
-
Ngoài các cổng logic, các
-
Ngoài các cổng logic, các
flip-flops, cho phép sử dụng
thêm các môñun có sẵn
-Giao diện ñồ họa
Không khả thi cho
các thiết kế lớn
Ưu, nhược ñiểm của các phương pháp cũ
Ưu ñiểm:
 Dễ áp dụng
Nhược ñiểm của thiết kế

Qua thiết kế chỉ cho thấy ñược kết nối vật lý trong

Qua thiết kế chỉ cho thấy ñược kết nối vật lý trong

13
Được hỗ trợ của nhiều nhà sản xuất thiết bị cũng như
nhiều nhà cung cấp công cụ thiết kế mô phỏng hệ thống.
Các ưu ñiểm của VHDL (tiếp)
 Khả năng hỗ trợ nhiều công nghệ và phương pháp
thiết kế:
 VHDL cho phép thiết kế bằng nhiều phương pháp như
thiết kế từ trên xuống, hay từ dưới lên dựa vào các thư
viện có sẵn.

VHDL cũng hỗ trợ cho nhiều loại công nghệ xây dựng
Copyright (c) 10/2006 by NPB
14

VHDL cũng hỗ trợ cho nhiều loại công nghệ xây dựng
mạch như sử dụng công nghệ ñồng bộ hay không ñồng
bộ, sử dụng ma trận lập trình ñược hay sử dụng mảng
logic ngẫu nhiên.
 VHDL có thể phục vụ tốt cho nhiều mục ñích thiết kế
khác nhau, từ việc thiết kế các phần tử phổ biến ñến việc
thiết kế các IC ứng dụng ñặc thù (Application Specified
IC - ASIC).
Các ưu ñiểm của VHDL (tiếp)
 Độc lập với công nghệ:
 Hoàn toàn ñộc lập với công nghệ chế tạo phần cứng.
 VD: một mô tả hệ thống dùng VHDL thiết kế ở mức cổng
có thể ñược chuyển thành các bản tổng hợp mạch khác
nhau tùy thuộc vào công nghệ chế tạo phần cứng nào
ñược sử dụng (dùng CMOS, nMOS, …).
Copyright (c) 10/2006 by NPB

17
1.4. Chuyển từ mã VHDL sang mạch
Các bước thiết kế
 Bước 1: Viết mã VHDL
(Register Transfer Level)
 Bước 2: Tổng hợp
 Biên dịch mã VHDL thành
Netlist
 Tối ưu Netlist (về tốc ñộ/diện
tích)
–
mô phỏng thiết kế
Copyright (c) 10/2006 by NPB
18
tích)
–
mô phỏng thiết kế
 Bước 3: Xếp chỗ và nối dây
 Dùng phần mềm tạo layout
cho chip PLD/FPGA hoặc các
mặt nạ cho ASIC
Quy trình thiết kế
Viết mã HDL
Tổng hợp
Mô phỏng về chức năng
Gán chân
Phân tích và mô phỏng về
thời gian
Chuyển thiết kế lên chip
thật

22
1.4. Chuyển từ mã VHDL sang mạch
1.4. Chuyển từ mã VHDL sang mạch
 VD: Bộ cộng ñầy ñủ (Full Adder)
Copyright (c) 10/2006 by NPB
23
Mã VHDL và tín hiệu mô phỏng
Copyright (c) 10/2006 by NPB
24
Từ mã VHDL sang mạch
 Mạch vật lý phụ thuộc vào công cụ tổng hợp (biên
dịch/tối ưu) và công nghệ của thiết bị.
 VD: các sơ ñồ mạch có thể có của bộ FullAdder
 PLD, FPGA: hình b, c
 ASIC: hình d
Copyright (c) 10/2006 by NPB
25