《EDA设计技术 教学课件 ppt 作者 杨光永 凌永发_ 第10章 Quartus II开发环境》由会员分享，可在线阅读，更多相关《EDA设计技术 教学课件 ppt 作者 杨光永 凌永发_ 第10章 Quartus II开发环境（145页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第10章 Quartus II开发环境,EDA设计技术,校验方法,常规可编程逻辑器件的EDA设计主要有两种设计流程：Quartus II图形用户界面设计流程和Quartus II支持的EDA工具设计流程，包括设计输入、综合、功能仿真、适配、汇编、时序分析、时序仿真、编程或配置等设计阶段。,Quartus II设计流程,创建工程阶段 设计输入阶段 综合与实施阶段 编程、调试阶段,Quartus II设计流程,例：采用Quartus II图形用户界面设计流程创建工程。 第一步，启动QUARTUS II。由任务栏或快捷方式启动Quartus II。,Quartus II设计流程,第二步，用向导创建工
2、程。选择“File”、“New Project Wizard” ，出现“New Project Wizard：Introduction”,点击“Next”。,Quartus II设计流程,第三步，指定输入工程所在路径、工程名、顶层设计名。需要注意的是，工程名和顶层设计名要相同，而且工程名也要具有一定的代表意义。,Quartus II设计流程,第四步，加载设计文件。本例没有预先编制的设计文件，直接点击“Next”。,Quartus II设计流程,第五步，选择芯片。有四个复选框，分别是器件族（Device family）、封装型式(Package)、引脚数(Pin count)、速度等级(Spee
3、d grade)。 一般应依据工程的资源要求、性能、价格等因素综合考虑。,Quartus II设计流程,若在设计过程中，设计者要更改各项上述相关设置，可点击命令“Assignments”“Setting”逐条修改。工程名为74LS138的Quartus II图形用户界面由菜单、快捷命令、工程结构导航区、工程工作区、任务区、提示信息区等组成。,Quartus II及EDA工具设计流程,与图形用户界面设计的设计流程不同，EDA工具设计流程可由设计者自由选择第三方提供的EDA设计输入、综合、仿真、时序分析、校验工具，而不必使用Altera公司的全部设计工具。,第三方提供的EDA设计工具,Quartu
4、s II及EDA工具设计流程,一般来说，选择哪一种EDA工具由工程实施计划、设计者个人的爱好决定。 下面是采用第三方提供的EDA工具的设计流程：新建一个工程文件，指定一个目标芯片或一类芯片，指定与Quartus II软件配合使用的EDA设计输入、综合、仿真、时序分析、校验工具，并设定这些工具的其他相关选择工程，使用文本编辑器编制Verilog HDL或VHDL源文件，用Quartus II 支持的EDA综合工具综合设计文件，生成EDIF网表文件(.edf)或Verilog Quartus 映射文件(.vqm)，用Quartus II 支持的访真工具执行功能仿真（可选），在Quartus II下
5、编译设计文件，用网表写入器生成输出文件，供其他EDA工具使用，用Quartus II 支持的仿真工具或分析工具进行时序仿真和时序分析（可选），用Quartus II 支持的校验工具进行校验，让Quartus II适配后网表与综合网表一致（可选），用Quartus II 支持的校验工具进行板级校验（可选），用Quartus II 支持的物理综合工具进行物理综合（可选），用编程器将编程文件写入芯片中。,Quartus II及EDA工具设计流程,一般来说，选择哪一种EDA工具由工程实施计划、设计者个人的爱好决定。 下面是采用第三方提供的EDA工具的设计流程：新建一个工程文件，指定一个目标芯片或一类芯
6、片，指定与Quartus II软件配合使用的EDA设计输入、综合、仿真、时序分析、校验工具，并设定这些工具的其他相关选择工程，使用文本编辑器编制Verilog HDL或VHDL源文件，用Quartus II 支持的EDA综合工具综合设计文件，生成EDIF网表文件(.edf)或Verilog Quartus 映射文件(.vqm)，用Quartus II 支持的访真工具执行功能仿真（可选），在Quartus II下编译设计文件，用网表写入器生成输出文件，供其他EDA工具使用，用Quartus II 支持的仿真工具或分析工具进行时序仿真和时序分析（可选），用Quartus II 支持的校验工具进行校
7、验，让Quartus II适配后网表与综合网表一致（可选），用Quartus II 支持的校验工具进行板级校验（可选），用Quartus II 支持的物理综合工具进行物理综合（可选），用编程器将编程文件写入芯片中。,设计输入,设计输入包括建立工程必需的所有设计文件和源代码文件，可使用Quartus II的块编辑器、文本编辑器、宏功能模块库MegaWizard Plug-In Manager及EDA设计输入工具，创建包括ALTERA公司的万能模块（megafunctions）、参数化模块（LPM）、知识产权核（IP）等设计文件。,设计输入,Quartus II支持多种设计输入方法创建的文件类型,
8、创建工程,一个工程由多个不同设计输入文件按照一定的设计流实施完成的，每个设计输入文件都在Quartus II设计软件集中进行管理。,块编辑器,Quartus II允许以原理图或块图的形式，利用块编辑器输入并编辑图形化设计信息。 块设计文件中，每一个块设计文件包含多个代表设计信息的块图和符号，当修改某个块图或符号之后，可以更新相应的设计文件，以更新块设计文件中的块图或符号。 块编辑器还提供一套帮助工具，对块图或原语的总线和节点进行连接、映射信号名、引脚锁定等。,块编辑器,例：采用块编辑器设计输入方式设计74LS138译码电路。 第一步，建立原理图设计文件。选择菜单“File”、“New”，选择“
9、Design Files”的“Block Diagram/Schematic File”，新建电路原理图设计文件Block1.bdf。,块编辑器,例：采用块编辑器设计输入方式设计74LS138译码电路。 第二步，在设计文件工作区输入元件。双击工作区的定位网格，可看到符号库的三类符号库文件夹：megafunctions，others和primitives，每一类符号库文件夹前均有一个加号，点击加号可展开相应的文件夹。,块编辑器,设计者可依次展开三个文件夹查找所需的原理图符号。若预先知道符号名，也可在“Name”框中直接输入符号名，网格中显示该元件的原理图。,块编辑器,单击“OK”，拖动鼠标，将7
10、4138符号放入工作区合适位置，单击鼠标左键完成。,块编辑器,第三步，输入元件并连线。再次双击网格，输入符号名：input，放置在74LS138的引脚A的左侧，引脚符号名为pin_name，双击pin_name符号，出现“Pin Properties”，修改引脚属性。,块编辑器,在引脚名“Pin Name(s)”框中输入A，点击“确定”。同时用正交节点工具命令 将引脚A与74LS138的引脚A相连。,块编辑器,第四步，命名引脚。按上述方法，依次将输入口“B”、“C”，控制口“G1”、“G2AN”、“G2BN”，输出口“Y0N”“Y7N”的对应引脚，进行输入、连接并修改符号属性，完成74LS13
11、8译码电路的完整电路原理图。注意，逻辑1用“VCC”符号，逻辑0用“GND”符号。,块编辑器,第五步，保存原理图输入文件。,文本编辑器,文本编辑器是一种灵活的、文本表达形式的设计工具 支持AHDL、VHDL、Verilog HDL语言或TCL脚本语言 支持片上系统设计文件； 可输入、编辑其他ASCII码文本文件。 可利用AHDL、VHDL、Verilog HDL语言的模板输入HDL语句，加快设计速度，提高设计输入的准确度。,文本编辑器,例：采用文本编辑器的设计输入方式设计74LS138模块。 第一步，创建Verilog HDL文件。选择“File”、“New”，选择设计文件“Design Fi
12、les”的“Verilog HDL File”，点击“OK”。,文本编辑器,第二步，编制Verilog HDL文件。,文本编辑器,第三步，保存Verilog HDL文件，并添加设计文件至当前工程。,文本编辑器,第四步，创建用户自定义模块。选择“File”、“Creat/Update”、“Creat Symbol Files for Current File”，开始创建。若源文件有语法错误，返回修改之。,文本编辑器,创建成功之后，出现创建完毕提示信息“Creat Symbol was successful”，点击“确定”。,文本编辑器,第五步，使用块编辑器载入本工程用户自定义模块。回到原理图工作
13、区，双击工作区网格，可看到符号模块库里面多了一个“Project”文件夹，展开该文件夹，出现Decoder38符号，此即为用户自定义的模块符号。,注意： 1。该模块符号不能与顶层文件名相同，否则出错。 2。用SOPC Builder或其他EDA工具设计的用户自定义模块的加载过程也采用相同的方法。,文本编辑器,第六步，完善顶层原理图设计文件。并保存该文件。,Quartus II支持文本编辑器对工具命令语言（Tcl）的设计输入，以实现工程管理、分配设计任务、定义设计约束、对器件进行引脚分配或引脚锁定、编译控制、执行时序分析、输出设计报告、共享设计资源等。Tcl语言和Tk图形控件请参阅文献24、25
14、，在此以文本编辑器设计Tcl脚本文件为例，实现对器件的引脚分配。,文本编辑器,例：采用文本编辑器的设计输入方式进行器件引脚分配。 第一步，新建Tcl脚本文件。选择“File”、“New”，选择设计文件“Design Files”的“Tcl Script File”，点击“OK”。,文本编辑器,第二步，编制、保存并加载引脚分配脚本文件。本例先定义全局未连接引脚的默认分配和初始化定义，之后依次定义时钟引脚、复位、及其他引脚，每个引脚的分配必须保证原理图、PCB布局布线、Tcl脚本文件中引脚分配的一致性。,文本编辑器,第三步，执行Tcl脚本文件。在Tools菜单下，点击“Tcl Scripts”，选
15、择并指定引脚分配的脚本文件（本例为Pin_configuration.tcl），从Preview窗口可预览脚本文件信息。点击“Run”，执行引脚锁定任务。,文本编辑器,回到原理图所在的块图文件中，可看到各输入输出端口均按照Tcl文件进行引脚分配。,文本编辑器,第三步，执行Tcl脚本文件。在Tools菜单下，点击“Tcl Scripts”，选择并指定引脚分配的脚本文件（本例为Pin_configuration.tcl），从Preview窗口可预览脚本文件信息。点击“Run”，执行引脚锁定任务。,状态机编辑器,状态机编辑器是一种以图形化方式表达状态机设计的设计输入方式，在新建设计文件对话框中，选择
16、“State Machine File”，即启动状态机编辑器。,文本编辑器,在状态机编辑器里，有两种操作方式设计状态机：菜单操作或状态机向导。 状态机设计向导包括复位信号的同步、异步方式选择和复位电平设置；输入输出端口设置；指定状态和状态跳转条件；指定各输出端口及其输出值的状态行为等。,参数化模块库,Megafunction是一种设计资源，由芯片提供商、合作伙伴公司或第三方提供，有免费和付费两种使用方式，设计者或设计团队在系统设计中可以图形方式或文本方式调用参数化模块，以提高设计效率和系统可靠性。 Megafunction包括万能参数化模块库（library of parameterized modules，LPM）、专用芯片模块库（device-specific Altera megafunctions）、 知识产权核（intellectual property，IP）、Altera MegaCore和合作伙伴提供的知识产权核（Altera Megafunction Partners Program，AMPPSM)。,参数化模块库,当然，Megafunction虽有“万
