《数字系统设计与EDA技术第2版教学作者于润伟数字系统设计与EDA技术第2版4课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数字系统设计与EDA技术第2版教学作者于润伟数字系统设计与EDA技术第2版4课件（103页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、数字系统设计与EDA技术(第2版）,于润伟,第4章 Quartus开发软件,本章要点 Quartus软件的获得 Quartus设计向导 数据比较器的设计 加法器的设计,4.1 软件的获得与安装,4.1.1 软件的获得 （1）进入公司网站首页，网址是http:/。 （2）单击Quartus II Web Edition（v9.0）后的【Software】按钮，进入Quartus II Web Edition（v9.0）下载窗口。 （3）单击Windows XP后的【Download】按钮。,（4）在Enter your email address下方的对话框中输入邮箱地址。 （5）单击【Cont
2、inue】按钮。 （6）单击下载窗口最下方的Click to Download Your File Now链接，弹出下载对话框，选择文件保存路径后，等待下载完成。,4.1.2 安装与授权,1安装 双击下载软件90_quartus_free的图标，出现安装向导。 2 单击【Next】按钮开始安装 3 授权 不同的授权文件具有不同的权限，学习版或基本版授权的软件在使用时会受到某些限制，例如有些功能或器件不可用，但对于学习软件的使用方法及其开发过程并不影响。其他版本的软件在安装完成之后，还需要完成授权工作，才能保证软件的正常工作。,4.2 设计向导,为使介绍言简意明，以第2章实训中设计的楼梯照明控制
3、电路为例学习操作，楼梯照明控制电路如图所示。,4.2.1 项目建立,1项目准备 在E盘根目录下建立E:Example文件夹作为项目文件夹，项目名是Control，项目仅含一个设计文件，顶层设计文件名也是Control，采用图形输入方式。 2启动软件 单击桌面上的图标或单击“开始”“所有程序”AlteraQuartus 9.0 Web EditionQuartus 9.0 Web Edition，,3打开项目建立向导,单击【Create a New Project】按钮，弹出的新项目建立向导介绍界面。,单击【Next】按钮，打开如图4-4所示的新项目建立向导对话框。,4建立项目,单击第1个对话框
4、右侧的 按钮，在弹出的窗口中选择E:Example文件夹，单击【打开】按钮；然后在第2个对话框中输入项目名、在第3个对话框输入顶层设计文件名。项目和文件名称可由字母、数字和下划线组成。在本例中项目和顶层文件名均为Control。,5添加文件,单击图4-4中的【Next】按钮，打开添加文件对话框，如图4-5所示。,由于采用图形输入方式，在File name对话框中输入Control.bdf（.bdf为扩展名），然后单击【Add】按钮，添加该文件。,6选择器件 单击图4-5中的【Next】按钮，打开器件设置对话框，如图4-6所示。,由于本书使用康芯GW48-PK2实验箱，因此选用与其适配板上相同的
5、ACEX1K系列的EP1K30TC144-1芯片。,7选择EDA工具 单击图4-6中的【Next】按钮，打开EDA工具设置对话框，如图4-7所示。,8摘要 单击图4-7中的【Next】按钮，打开新项目建立摘要窗口，如图4-8所示。,注意：软件的标题栏必须变为E:/Example/Control-Control，表示当前项目工作在E:Example文件夹下、项目名是Control、顶层设计文件名也是Control。,4.2.2 编辑文件,1建立图形输入文件 单击FileNew选项，弹出如图4-9所示的新文件选择对话框。,选中Block Diagram/Schematic File（图形输入方式）
6、选项，单击【OK】按钮确认。进入图形编辑器的编辑环境,2输入元件及管脚 在图4-10所示图形编辑窗口中图形编辑区的任意位置上双击，即可弹出元件输入对话框,输入元件有两种方式：一种是在Name对话框中直接输入元件名称，如输入AND2（2个输入端的与门）、NOR3（3个输入端的或非门）等；一种是调用库文件中的元件。,3元件的复制,简单的办法是输入一个元件后进行复制。方法十分简单： 可单击准备复制的元件或用鼠标对该元件画矩形框（定位于某一点，按下鼠标左键并向元件对角方向拖动），元件的轮廓变成蓝色实线，表示已经选中该元件 然后按住Ctrl键，对该元件拖动，即可拖出一个被复制的元件。,3元件的移动,元件
7、需要移动时，可用鼠标拖动图形编辑区中的元件图形符号，元件就能随着鼠标的滑动而任意移动。 左键释放，则图形元件定位。用这样的方法可以把元件或者图形符号摆放到适当的位置。 若要同时移动多个元件，可以用鼠标左键拉出一个大的矩形框，把要移动的元件都包围起来。这样多个元件同时被选中，就可以一起被移动了。,4电路连接,将鼠标移至某一元件符号的外轮廓边缘的管脚处，鼠标箭头会自动变成十字形状。此时可以按住左键拖动，直至另一个需要连接的元件输入或输出管脚处，松开左键。 这两个元件管脚间就会出现蓝颜色的连线。蓝色表示“选中”，可以移动、删除和复制。进行任何其他的鼠标操作都将使连线变成红色（固化）。 画折线时，可在
8、转折处松开鼠标左键一下再按住，继续拖动即可。用上述方法，连接所有需要连接的元件和输入输出管脚。,5元件命名,（1）管脚名称：在图形编辑器中，输入、输出管脚是prim库中的特殊“元件”，名字分别是input和output。所有的输入输出管脚在输入到编辑区之初，均被系统默认命名为PIN_NAME。双击某个管脚的PIN_NAME处，使其变为黑底白字显示，然后直接输入所定义的管脚名。 注意管脚名称所包括英文字母的大小写所代表的意义是相同的,（2）节点名称,节点在图形编辑窗口中是一条细线，负责在不同的逻辑器件间传送信号，其名称的命名规则与管脚名称相同，限制也是一样的。 例如，ABc、SIGN-b、Ql、
9、123_a等都是可以接受的节点名称。 在节点线上单击，选中后即可命名。,（3）总线名称,总线在图形编辑窗口中是一条粗线。总线名称的命名规则与管脚和节点名称有很大的不同，必须要在名称的后面加上mn，m和n都必须是整数，如Q30、A07等，表示一条总线内所含有的节点编号。 与总线相连的节点也要命名，例如与总线Q30相连的4个节点分别命名为Q3、Q2、Q1、Q0，表示信号的分配关系。,4.2.3 编译和仿真,1编译 单击标题栏中的ProcessingStart Compilation选项，启动全程编译。,2仿真,（1）仿真前必须建立波形文件。单击FileNew选项，打开文件选择窗口，展开Verifi
10、cation/Debugging Files选项卡，选择其中的Vector Waveform File选项，单击【OK】按钮。即出现空白的波形编辑器，如图4-14所示。,（2）为了使仿真时间设置在一个合理的时间区域上，单击EditEnd Time选项，在弹出窗口中的Time输入框输入2，单位选us，即整个仿真域的时间设定为2微秒；单击EditGrid Size选项，在弹出窗口中的Period输入框输入50，单位选ns，即设定仿真时间周期为50纳秒。 结束设置后，要将波形文件存盘。单击FileSave选项，将波形文件以默认名存入文件夹E:Example中。,（3）单击ViewUtility Wi
11、ndowsNode Finder选项，会打开一个对话框。单击该对话框的Filter输入框右侧的下拉按钮，选中Pins：all，然后单击【list】按钮。在下方的Nodes Found窗口中会出现设计项目的所有端口管脚名，如图4-15所示。,用鼠标将输入端口节点A、B、C和输出信号节点Y逐个拖到波形编辑窗口后，单击图4-15中的关闭按钮。,（5）单击标题栏中的ProcessingStart Simulation选项，即可启动仿真。,4.2.4 器件编程,1管脚锁定 管脚锁定是指将设计文件的输入输出信号分配到器件管脚的过程，步骤如下： （1）单击标题栏中的AssignmentsAssignment
12、s Editor选项，出现配置编辑器窗口，在Category下拉框中选择Pin选项，如图4-17所示。,（2）双击To下的，出现的下拉菜单列出设计项目的全部输入和输出管脚名，单击其中一个管脚，其管脚名即出现在第1行。 （3）双击Location下的，出现的下拉菜单列出所选用芯片的所有可用管脚，可根据使用实验箱的具体情况锁定管脚。例如采用康芯GW48-PK2实验平台的No.6电路结构，可将A对应27（键8）。 （4）按照同样的方法，将其他管脚一一锁定。管脚对应情况如下：A（键8，27），对应的指示灯为D16；B（键7，26），对应的指示灯为D15；C（键6，23），对应的指示灯为D14；Y（38
13、），对应的指示灯为D7。 （5）关闭配置编辑器，出现保存配置的提示信息，一定要选择“是”。 （6）单击标题栏中的ProcessingStart Compilation选项，启动全程编译。编译成功后，就可以将设计的程序下载到可编程逻辑芯片中。,2编程,在编译成功后，Quartus软件将自动生成编程数据文件，如pof（专用配置器件）和sof（通过连接计算机上的下载电缆直接对FPGA进行配置）等编程数据文件，这些文件可以被编程器使用，对器件进行编程。 编程的方式可以是JTAG方式或AS方式，JTAG方式将程序下载到可编程逻辑器件；AS方式将程序下载到存储器。 （1）如果使用ByteBlaster M
14、V下载电缆，可将ByteBlaster MV接到计算机的并行端口；如果使用USB接口，则连接到计算机的USB端口。下载电缆连接后要打开EDA实验装置电源。,（2）单击ToolsProgrammer选项，弹出如图4-19所示的编程窗口。,（3）单击【Hardware Setup】按钮。 （4）单击【Add Hardware】按钮。单击Hardware type输入框右端的下拉按钮，从中选择ByteBlasterMV or ByteBlaster硬件类型。 然后单击【OK】按钮，回到硬件配置对话框。,（5）在Availabel hardware items（有效的硬件项目）下的ByteBlaste
15、r上双击，然后单击【Close】按钮，关闭硬件配置对话框。 在编程窗口中，单击【Start】按钮，即可开始对芯片编程。,4.3 数据比较器的设计,在数字控制设备中，经常需要对两个数字量进行比较，按比较结果进行控制选择。 这种用来判断两个数字之间关系的逻辑电路称为数字比较器。 仅仅比较两个数字是否相等的比较器称为同比较器； 不但能够比较两个数字是否相等，还能比较两数大小的比较器称为大小比较器。,4.3.1 同比较器,电路设计 设输入的两个一位二进制数分别为A、B，用Y表示比较结果。若两数相等，输出1；两数不等输出0。,2建立项目,（1）在计算机的E盘，建立文件夹E:EXAM411作为项目文件夹。
16、 （2）启动Quartus，单击【Create a New Project】按钮打开新项目建立向导，也可以单击菜单FileNewNew Quartus II Project，在新项目建立向导对话框中分别输入项目文件夹、项目名和顶层设计实体名。项目名为COMPA、顶层设计实体名也为COMPA。 （3）由于采用图形输入方式，在添加文件对话框的File name中输入COMPA.bdf，然后单击【Add】按钮，添加该文件。 （4）在器件设置对话框中选择ACEX1K系列的EP1K30TC144-1芯片；在EDA工具设置对话框中选择None，使用Quartus自带的工具。 （5）单击【Finish】按钮，关闭新项目建立向导。注意：软件的标题栏必须变为E:/ EXAM411/COMPA- COMPA。,3编辑与编译,（1）编辑。单击FileNew选项，选中Block Diagram/Schem
