一种verilog的自动售货机设计(附件)【字数：9141】
摘 要随着随着电子科学技术的迅猛发展,现场可编程门阵列和可编程逻辑器件的相继被设计制造出来。这推动了一些计算机辅助设计制造软件的发展。本设计主要以程序设计为主，通过比较利用数字逻辑电路实现售货功能、利用单片机实现功能、利用Verilog HDL硬件描述语言实现功能着三种方案的优劣，最终选择通过硬件描述语言的方案。利用三段式状态机，根据自动售货机投币数额的变化对应需要完成的功能确定系统的整体流程，并画出系统状态转换图。根据状态转换完成系统详细设计，利用Verilog HDL硬件描述语言完成对自动售货机的RTL代码的设计，编写testbench并用Modelsim通过仿真波形。通过定义库、读入设计、定义设计环境、设置设计约束如面积约束和时序约束、设置综合策略、优化设计、分析和解决设计的问题等DC综合设计流程把RTL源代码转换成门级网表，最后利用Astro实现自动售货机的后端设计，得到版图设计，最终实现自动售货功能。
目 录
第一章 绪论 1
1.1概述 1
1.2课题的背景、目的 1
1.3课题设计环境 1
1.3.1 EDA的应用及发展趋势 1
1.3.2 Verilog HDL简介 2
1.3.3状态机简介 2
第二章 系统设计 4
2.1自动售货机工作流程 4
2.2备选方案及其特点 4
2.3总体方案的选择 5
第三章 详细设计 6
3.1设计思路及原理 6
3.2 自动售货机状态描述 6
3.3详细状态分析 7
第四章 软件设计 8
4.1分析与设计思路 8
4.2 程序设计 8
4.2.1 RTL代码 9
4.2.2 testbench的编写 11
4.3软件调试 13
4.4仿真结果分析 14
第五章 后端设计 15
5.1逻辑综合 15
5.1.1 DC的特点性能指标 15
5.1.2综合的基本流程 16
5.2用Astro进行版图设计 16
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5.2.1 Astro介绍 16
5.2.2版图设计流程 16
结束语 18
致 谢 19
参考文献 20
附 录 21
附录A DC综合报告 21
附录B Astro版图设计 23
第一章 绪论
1.1概述
伴随着电子科学技术的迅猛发展,现场可编程门阵列和可编程逻辑器件的相继被设计制造出来,来。这推动了一些计算机辅助设计制造软件的发展，这大大方便了设计人员的工作量，依靠EDA软件可以在电脑上实现辅助设计。产品的小型化、集成度和可靠度在ASIC的设计制造成功后得到极大优化,而且此种电子器件具有现场可编程的特点,缩减产品研制周期,节约制造经费,降低了电子器件生产风险。依据指标要求，设计者根据电子电路系统特点与现实技术水平，在系统层面对电路进行设计优化，验证整体功能直至产出器件。利用硬件描述语言对电子电路进行诠释是电子设计自动化的关键节点之一。EDA它是由计算机在电路设计制造的协助作用逐渐发展而来。EDA发展到现阶段有许多软件,Verilog就是其中之一。这次毕业设计我运用Verilog HDL软件,为的就是让我们在大学所学电子电路知识能够为现实生活需要发挥应有作用,同时使我们对EDA的运用更有加深刻的认识。
1.2课题的背景、目的
本世纪以来,随着社会信息化的快速发展,电子科学技术对社会生活的影响愈加地深刻,因而处在信息化快速发展的社会需要我们掌握更多的信息化电子技术。本次毕业设计运用EDA软件来实现目标课题，完成所需功能性器件的设计，在实验的同时巩固提升自身电路软硬件应用水平。自动售货机出现在上世纪70年代，因其方便快捷的零售方式，方便了人们的生产生活，被大众所接受。但现在自动售货机在我国并没有得到很好地普及，究其原因就是我国EDA技术应用水平还并未得到长足的发展
1.3课题设计环境
1.3.1EDA的应用及发展趋势
EDA在工业生产、科研探索、信息智能化等各环节都起着巨大的推动作用。在大学教育方面，EDA一般在大学的理工科都有开设,主要是为了让学生学习了解EDA软件在现实研究设计中的运用、熟悉Verilog HDL语言的规则。学习了解并掌握一些电路仿真软件和PLD开发软件，以便今后更好地从事相关行业的工作。
电路仿真软件主要是在科研方面用在电子电路系统的设计与最后的仿真环节；待产品设计完成，采取虚拟流程测试产品性能，评估产品成功与否；把各类先进电子器件运用到先进的电子设备的开发生产中。
鉴于EDA对于社会生产发展的重要性，得到了政府越来越多的重视，而且随着它的使用的普及，EDA软件工具更加多样、软件实用性功能强悍。
目前中国在电子电路系统方面的进步可观，规模也迅速扩张。但是在此领域的研究深度却是远不及欧美发达国家，有必要在EDA领域进行创新研究，提升综合竞争力，努力赶超先进。
现代通信技术与硬件电路设计制造发展十分快速，两者的结合运用为经济发展注入新的动力。有能力的企业可以提高信息化建设，向网络制造靠拢，实现资源共用，优势互补，提高产品的总体竞争力。提升企业数字化设计和数控化生产的能力和规模。提升自动化仪表普及，发展提升测试控制技术并融合通信技术，实现在测控，计算机相融合。在ASIC和PLD的设计与技术指标方面以提高速度、降低器件功率损耗，降低电压方向努力[1]。
欧美在EDA技术方面具有非常巨大优势，中国的一些具有集成电路开发能力的公司也有自己的IC开发软件，但在技术性能上面落后于欧美同类产品，我们应当集中精力发展具有自主知识产权的同类产品，争取早日成为世界一流。
EDA技术发展迅猛,可谓日新月异。电子设计自动化有着深入各个行业的趋势，应用日趋广泛。但是核心技术还是掌握在少数发达国家手里，我们要认清在EDA领域落后，技术水平有限的现实，努力发展自己核心技术。
1.3.2Verilog HDL简介
Verilog HDL是一种硬件描述语言，利用Verilog HDL建模的数字系统对象的复杂性可大可小，一般大于简单的门电路小于电子数字电路，使用Verilog HDL可以对系统层级进行详尽的描述[2]。
Verilog HDL语言有着独特的语言规范，并且明确定义了了仿真的语法结构。因此Verilog仿真器上能够进行验证仿真在此种语言基础上建立的模型。Verilog HDL沿用了C语言的一些符号与语法结构。Verilog HDL有着强大的建模能力，我们很难理解其中的许多拓展。但是我们会发现其语言对于初学者非常友好，易于学习。我们能利用其描述各种电子电路系统。
目 录
第一章 绪论 1
1.1概述 1
1.2课题的背景、目的 1
1.3课题设计环境 1
1.3.1 EDA的应用及发展趋势 1
1.3.2 Verilog HDL简介 2
1.3.3状态机简介 2
第二章 系统设计 4
2.1自动售货机工作流程 4
2.2备选方案及其特点 4
2.3总体方案的选择 5
第三章 详细设计 6
3.1设计思路及原理 6
3.2 自动售货机状态描述 6
3.3详细状态分析 7
第四章 软件设计 8
4.1分析与设计思路 8
4.2 程序设计 8
4.2.1 RTL代码 9
4.2.2 testbench的编写 11
4.3软件调试 13
4.4仿真结果分析 14
第五章 后端设计 15
5.1逻辑综合 15
5.1.1 DC的特点性能指标 15
5.1.2综合的基本流程 16
5.2用Astro进行版图设计 16
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
5.2.1 Astro介绍 16
5.2.2版图设计流程 16
结束语 18
致 谢 19
参考文献 20
附 录 21
附录A DC综合报告 21
附录B Astro版图设计 23
第一章 绪论
1.1概述
伴随着电子科学技术的迅猛发展,现场可编程门阵列和可编程逻辑器件的相继被设计制造出来,来。这推动了一些计算机辅助设计制造软件的发展，这大大方便了设计人员的工作量，依靠EDA软件可以在电脑上实现辅助设计。产品的小型化、集成度和可靠度在ASIC的设计制造成功后得到极大优化,而且此种电子器件具有现场可编程的特点,缩减产品研制周期,节约制造经费,降低了电子器件生产风险。依据指标要求，设计者根据电子电路系统特点与现实技术水平，在系统层面对电路进行设计优化，验证整体功能直至产出器件。利用硬件描述语言对电子电路进行诠释是电子设计自动化的关键节点之一。EDA它是由计算机在电路设计制造的协助作用逐渐发展而来。EDA发展到现阶段有许多软件,Verilog就是其中之一。这次毕业设计我运用Verilog HDL软件,为的就是让我们在大学所学电子电路知识能够为现实生活需要发挥应有作用,同时使我们对EDA的运用更有加深刻的认识。
1.2课题的背景、目的
本世纪以来,随着社会信息化的快速发展,电子科学技术对社会生活的影响愈加地深刻,因而处在信息化快速发展的社会需要我们掌握更多的信息化电子技术。本次毕业设计运用EDA软件来实现目标课题，完成所需功能性器件的设计，在实验的同时巩固提升自身电路软硬件应用水平。自动售货机出现在上世纪70年代，因其方便快捷的零售方式，方便了人们的生产生活，被大众所接受。但现在自动售货机在我国并没有得到很好地普及，究其原因就是我国EDA技术应用水平还并未得到长足的发展
1.3课题设计环境
1.3.1EDA的应用及发展趋势
EDA在工业生产、科研探索、信息智能化等各环节都起着巨大的推动作用。在大学教育方面，EDA一般在大学的理工科都有开设,主要是为了让学生学习了解EDA软件在现实研究设计中的运用、熟悉Verilog HDL语言的规则。学习了解并掌握一些电路仿真软件和PLD开发软件，以便今后更好地从事相关行业的工作。
电路仿真软件主要是在科研方面用在电子电路系统的设计与最后的仿真环节；待产品设计完成，采取虚拟流程测试产品性能，评估产品成功与否；把各类先进电子器件运用到先进的电子设备的开发生产中。
鉴于EDA对于社会生产发展的重要性，得到了政府越来越多的重视，而且随着它的使用的普及，EDA软件工具更加多样、软件实用性功能强悍。
目前中国在电子电路系统方面的进步可观，规模也迅速扩张。但是在此领域的研究深度却是远不及欧美发达国家，有必要在EDA领域进行创新研究，提升综合竞争力，努力赶超先进。
现代通信技术与硬件电路设计制造发展十分快速，两者的结合运用为经济发展注入新的动力。有能力的企业可以提高信息化建设，向网络制造靠拢，实现资源共用，优势互补，提高产品的总体竞争力。提升企业数字化设计和数控化生产的能力和规模。提升自动化仪表普及，发展提升测试控制技术并融合通信技术，实现在测控，计算机相融合。在ASIC和PLD的设计与技术指标方面以提高速度、降低器件功率损耗，降低电压方向努力[1]。
欧美在EDA技术方面具有非常巨大优势，中国的一些具有集成电路开发能力的公司也有自己的IC开发软件，但在技术性能上面落后于欧美同类产品，我们应当集中精力发展具有自主知识产权的同类产品，争取早日成为世界一流。
EDA技术发展迅猛,可谓日新月异。电子设计自动化有着深入各个行业的趋势，应用日趋广泛。但是核心技术还是掌握在少数发达国家手里，我们要认清在EDA领域落后，技术水平有限的现实，努力发展自己核心技术。
1.3.2Verilog HDL简介
Verilog HDL是一种硬件描述语言，利用Verilog HDL建模的数字系统对象的复杂性可大可小，一般大于简单的门电路小于电子数字电路，使用Verilog HDL可以对系统层级进行详尽的描述[2]。
Verilog HDL语言有着独特的语言规范，并且明确定义了了仿真的语法结构。因此Verilog仿真器上能够进行验证仿真在此种语言基础上建立的模型。Verilog HDL沿用了C语言的一些符号与语法结构。Verilog HDL有着强大的建模能力，我们很难理解其中的许多拓展。但是我们会发现其语言对于初学者非常友好，易于学习。我们能利用其描述各种电子电路系统。
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