EDA技术及应用教程 教学课件 ppt 作者 赵全利 第5章 EDA开发软件及应用

**第五章EDA开发软件及应用概述 本章以Altera公司的QuatusⅡ7.2开发软件为主，介绍EDA开发软件的使用方法，并通过具体实例讲解在该设计平台上设计输入、综合分析、布局布线、时序仿真、编程配置、调试下载等过程。QuartusⅡ是Altera公司在Max+plusⅡ基础上推出的新一代功能强大的Windows环境下CPLD/FPGA的开发软件，该开发软件是一个完全集成化、易学易用的可编程逻辑设计环境。QuartusⅡ软件可以在多种平台上运用。它所提供的灵活性和高效性是无可比拟的，其丰富的图形界面，辅之以完整的、可及时访问的在线文档，使初学者能够轻松掌握和使用。5.1QuartusⅡ软件简介5.2QuartusⅡ软件的安装上机演示安装过程 QuartusⅡ的设计过程主要由四部分组成： 1）设计输入 2）设计编译 3）设计仿真 4）器件编程。 下图所示为QuartusⅡ软件的基本设计流程。5.3QuartusⅡ设计输入5.3QuartusⅡ设计输入1.文本设计输入方式以一个四位全加器的VHDL语言设计为例，介绍QuartusⅡ7.2开发软件的文本设计输入的使用方法。1.文本设计输入方式----建立项目 （1）．建立设计项目 无论是哪一种输入方式，首先必须建立一个项目。所建立的项目名称要保证和设计名一致，以便于QuartusⅡ软件的编译。 1）启动QuartusⅡ7.2； 2）建立项目，选择菜单命令： File→NewPorjectWizard单击NEXT； 3）弹出建立新项目向导对话框1，如下图： 登记设计文件的地址、设计项目的名称和顶层文件实体名。 在多层次系统设计中，一般以与设计项目同名的设计实体作为顶层文件。建立新项目向导对话框11.文本设计输入方式----建立项目4）单击“Next>”，弹出建立新项目向导对话框2，用于添加顶层设计文件和其他底层设计文件等。1.文本设计输入方式----建立项目5）单击“Next>”按钮，弹出建立新项目向导对话框3，用于设置编程下载的目标芯片的类型和型号。1.文本设计输入方式----建立项目6）单击“Next>”，弹出建立新项目向导对话框4，用于设置第三方EDA工具软件的使用，可设置为不使用。7）单击“Next>”按钮→单击“Finish”按钮，完成新设计项目的建立。2.文本设计输入方式----输入文本文件1）选择File→New，弹出新建文件对话框：出现“DeviceDesignFiles”和“OtherFiles”两个签项。“DeviceDesignFiles”标签项包括VHDL及原理图等文件类型；“OtherFiles”标签项包括波形图等文件类型。选择VHDL文件类型；2）单击“OK”按钮→弹出文本编辑窗口；在该窗口输入四位全加器的源程序VHDL文件，见下图。 四位全加器的源程序如下： libraryieee; useieee.std_logic_1164.all; useieee.std_logic_unsigned.all; entityadder4bis port(cin:instd_logic; a,b:instd_logic_vector(3downto0); s:outstd_logic_vector(3downto0); cout:outstd_logic); endadder4b; architectureartofadder4bis signalsint:std_logic_vector(4downto0); signalaa,bb:std_logic_vector(4downto0); begin aa<='0'&a; bb<='0'&b; sint<=aa+bb+cin; s<=sint(3downto0); cout<=sint(4); endart;文本编辑窗口2.文本设计输入方式----输入文本文件 3）输入完成后，选择菜单命令File→SaveProject，保存整个设计项目； 同时要注意，保存的文件名要和实体名保持一致。 在输入过程中，如果需要插入模块，选择菜单命令： Edit→InsertTemplate→VHDL中相应的模板； 或者在空白编辑窗单击右键，选择： “InsertTemplate”，在对话框中选择相应的模板进行设计。2.文本设计输入方式----输入文本文件 （3）生成逻辑图形符号 选择命令菜单： File→Create/Update→CreateSymbolFilesforCurrentFile QuartusⅡ7.2将对该设计文件进行全程编译，同时生成对应的逻辑图形符号，此处，生成adder4b.vhd逻辑图形符号adder4b.bsf。该逻辑图形符号就像其他宏功能符号一样，可以被高层设计或者其他原理图设计文件调用。3.原理图设计输入方式在altera/72/quartus/libriies目录下有三个子目录分别存放一种元件库。 megafunctions中主要是参数可设置的强函数元件库， 分为算术组件arithmetic（包括累加器、加法器、乘法器和LPM算术函数）、门gates 设计者可在设计时直接调用 others中主要是Max+plusⅡ元件库和OpenCorePlus硬件评估功能的IP函数； primitives中主要是基本逻辑元件库，如逻辑门、输入端、输出端、直流电源及地等基本器件。3.原理图设计输入方式符号元件库路径3.原理图设计输入方式 （1）建立设计项目的方法与文本设计输入方式 （2）．建立原理图文件 1）选择菜单命令File→New， 选择BlockDiagram/SchematicFile选项， 2）单击“OK”按钮，弹出一个无名的原理图编辑窗口，见下图。 设计者可以在此处画出自己的电路设计图。原理图编辑窗口3.原理图设计输入方式 3）输入原理图符号 选择主菜单命令 Edit→InsertSymbol→InsertSymbol →InsertSymbol对话框 →Project库 →选中需要添加的元件符号双击。 4）连线 对器件进行连线 在原理图编辑窗口中选择“直角网点编辑工具”或者“直角总线编辑工具”。3.原理图设计输入方式 （5）为引脚和总线命名 1）在引脚的pin_name处双击鼠标左键，pin_name变黑，然后输入指定的名字即可 2）选中需要命名的引线，单击鼠标右键，选择右键下拉菜单properties命令 用户根据设计的需要输入总线名。 电路设计输入完成，选择菜单命令File→SaveProject，保存整个设计项目。4.混合输入方式 一个设计项目中，文本和原理图混合输入方式适合于层次化设计。 使用混合输入方式时应注意以下几点： 1）首先建立文本文件*.vhd或者原理图文件*.bdf。 2）将它们都生成相应的逻辑图形符号，作为被调用的元件。 3）在图形编辑器中调入已经制好的逻辑图形符号。 4）按设计逻辑功能 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 把各逻辑图形符号连接起来。5.4QuartusⅡ设计编译 1编译前设置 1）选择目标芯片。依次选择菜单命令：Assignments→Setting，在Categeory项下选择Device。 2）选择配置器件和编程方式 单击“DeviceandPinOptions→单击“General”， 默认设置为选择中“Auto-testartconfigurationaftererror”→单击“Configuration”标签项→选择配置器件； 其配置模式可选择ActiveSerial（对专用的Flash技术的配置器件）。5.4QuartusⅡ设计编译 2全程编译 QuartusⅡ的全编译过程包括： 分析综合、布局布线、编译和时序仿真四个环节。 选择菜单命令： Processing→CompilerTool 注意，在使用QuartusⅡ编译分层设计项目时，首先对每一个底层文件进行编译，然后再对上层文件进行编译。。5.5QuartusⅡ设计仿真设计仿真过程包括功能仿真和时序仿真，功能仿真可以验证项目的逻辑功能是否正确；时序仿真不仅可以验证项目的逻辑功能是否正确，还可测试器件最差情况下的时间关系。1创建波形文件选择菜单命令：File→New→OthersFiles→VectorWaveformFile，单击OK按钮。5.5QuartusⅡ设计仿真 2创建输入输出向量 1）依次选择 Edit→Insert→InsertNodeorBus 2）InsertNodeorBus对话框中提供了被添加Node或Bus的名称、类型、数值类型、数制类型、总线宽度等属性。 3）单击“NodeFinder”按钮 可以通过“”、“>>”、“”及“<<”四个按钮将Node添加到“SelectedNodes”栏中或者从“SelectedNodes”栏中删除。5.5QuartusⅡ设计仿真 3设置仿真时间 系统默认的仿真时间为1s。 选择菜单命令 Edit→EndTime→出现对话框→键入最终的仿真时间。 4设置输入信号 编辑仿真输入信号波形时，仿真信号频率要尽可能与实际信号的工作频率相同。5.5QuartusⅡ设计仿真仿真信号编辑窗5.6QuartusⅡ器件编程 1引脚设置和下载 将输入输出端口信号锁定在目标芯片的确定引脚上，再编译下载。 1）依次选择菜单命令Assignments→AssignmentEditor，弹出配置编辑窗口，在Category栏中选择pin。 2）双击配置编辑窗标签To栏中的《New》 在下拉栏中选择本 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 需要锁定的端口信号名；双击Location栏中的《New》，在下拉栏中选择对应端口信号名的器件引脚号。 3）保存引脚锁定的信息后，必须再重新编译一次，才能将引脚锁定的信息编译进编程下载文件中。5.6QuartusⅡ器件编程 2器件编程下载 当时序仿真完成后，把编译生成的.sof文件下载到具体的CPLD/FPGA器件中。 首先将下载电缆的一端与电脑的并行口相连，另一端与可编程器件的电路板相连，实现在系统编程。 1）选择菜单命令Tools→Programmer，弹出编程器对话框窗口，直接对CPLD/FPGA进行配置，选择JTAG编程模式 在Program/Configure栏下的小方框中打勾。同时仔细核对下载文件名和文件路径，如果准确无误，单击左侧的“AddFile”按钮。5.6QuartusⅡ器件编程 2）如果是第一次使用该功能，“HardwareSetup”按钮后显示“NoHardware”，需要用户安装下载电缆。 3）在HardwareType下拉列 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 中选择： ByteBlasterMVorByteBlasterⅡ，单击OK按钮。 4）在编程器窗口，单击“Start”按钮进行编程，当进度为100%时，表示编程成功。**第五章结束