电子线路EDA

电子线路EDA武汉理工大学信息工程学院上页下页电子线路EDA一、EDA的发展二、VHDL语言简介三、QuartusII实验上页下页电子线路EDAEDA的发展EDA（ElectronicDesignAutomation，电子设计自动化）经历了三个发展阶段。1、第一代CAD技术2、第二代CAD技术3、第三代EDA技术返回上页下页电子线路EDA第一代CAD技术CAD（ComputerAidedDesign，计算机辅助设计）20世纪60年代诞生主要功能：绘制原理图，制作PCB（印刷电路板）等。主要操作：将原理图中常用的元件按类型建立元件库（如电阻库、电容库、三极管库、各种集成芯片库等），绘图时，则在具体的库中选择所需的元件，然后连接电路即可。上页下页电子线路EDA第一代CAD技术上页下页电子线路EDA第一代CAD技术上页下页电子线路EDA第一代CAD技术返回上页下页电子线路EDA第二代CAD技术ECAD（ElectronicComputerAidedDesign，计算机辅助电子设计），也称为CADs（s代表复数形式）20世纪80年代诞生新增功能：电路分析、测试等。代表工具：CAT（计算机辅助测试）、CAM（计算机辅助制造）、CAQ（计算机辅助质量保障）等。上页下页电子线路EDA第二代CAD技术上页下页电子线路EDA第二代CAD技术上页下页电子线路EDA第二代CAD技术上页下页电子线路EDA第二代CAD技术返回上页下页电子线路EDA第三代EDA技术20世纪90年代诞生，主要针对数字电路的设计。ISP技术（InSystemProgrammable，在系统可编程）所谓在系统可编程，意指电路的更新（升级）无须更换硬件，硬件仍然在电路板中，我们只要重新加载硬件的驱动程序来完成。适用这一技术的芯片有两类：CPLD（ComplexProgrammableLogicDevice，复杂的可编程逻辑器件）和FPGA（FieldProgrammableGateArray，现场可编程门阵列）。上页下页电子线路EDAQuartusII设计软件简介完整的集成设计工具多种类型的设计输入逻辑综合布局与布线仿真时序与功率分析器件编程上页下页电子线路EDAQuartusII设计软件简介完整的集成设计工具片上可编程系统（SOPC）设计的综合环境和SOPC开发的基本设计工具为DSP开发包进行系统模型设计提供了继承综合环境完全支持VHDL和Verilog仿真时序与功率分析器件编程上页下页电子线路EDAQuartusII开发环境ProjectNavigator工程浏览窗口StatusWindow状态窗口MessageWindow消息窗口上页下页电子线路EDA主要工具栏ToResetViews:ToolsToolbarsResetAll;RestartQuartusIIWindow&newfilebuttonsCompilerReportFloorplanExecutionControlsDynamicmenus上页下页电子线路EDAQuartusII设计的简单流程编译设计输入仿真综合布局与布线下载建立工程时序分析生成文件分析检查上页下页电子线路EDA开发步骤步骤一新建工程编译设计输入仿真综合布局与布线下载建立工程时序分析生成文件分析检查上页下页电子线路EDAQuartusII工程关于工程集成了相关的设计文件和库需要一个顶层的设计实体一个工程一次只可选择一个器件所有的工程的设置都存在Quartus设置文件里(.QSF)创建工程用NewProjectWizard向导创建新工程上页下页电子线路EDANewProjectWizard新建工程向导NameofProjectCanBeAnyName;推荐使用顶层文件名为工程名选择工作的文件夹顶层文件的实体名，Top-levelEntityDoesNotNeedtoBetheSameNameasTop-LevelFileNameFileMenuCreateaNewProjectBasedonanExistingProject&Settings上页下页电子线路EDA2、将设计文件加入工程中点击下方的“Next”按钮，在弹出的对话框中点击“File”栏的按钮，将此工程相关的所有VHDL文件加入进此工程(如果有的话)。工程的文件加入的方法有两种：第1种是点击右边的“AddAll”按钮，将设定的工程目录中的所有VHD文件加入到工程文件栏中；第2种方法是点击“…”按钮，从工程目录中选出相关的VHDL文件。上页下页电子线路EDA添加文件•Graphic(.BDF,.GDF)•AHDL•VHDL•Verilog•EDIF注意:•已经在工程目录下的文件不需要添加•如果文件名称和实体名称不同，要添加顶层文件AddUserLibraryPathnames•用户库•MegaCore®/AMPPSM库•预先编译好的VHDL包添加文件上页下页电子线路EDA3、选择目标芯片点击“Next”，进入选择目标芯片对话框。在“Family”栏选芯片系列，在此选“Cyclone”系列，并在此栏下选“Yes”，即选择一确定目标器件。在“availabledevice”，选择此系列的具体芯片：如EP1C6Q240C8等上页下页电子线路EDAChooseSpecificPartNumberfromListorLetQuartusIIChooseSmallestFastestDeviceBasedonFilterCriteria选择器件系列选择器件上页下页电子线路EDAEDA工具设置4、选择EDA工具按下“Next”后，弹出工程设置统计窗口，该对话框列出了此项工程的相关设置情况。ChooseEDAToolsAddorChangeSettingsLater上页下页电子线路EDAReviewResults&ClickonFinish完成!5、完成设置点击“Next”后，完成工程的设定，显示此项工程的相关信息情况。点击“finish”后，弹出此工程管理窗，上页下页电子线路EDA步骤二设计输入编译设计输入仿真综合布局与布线下载建立工程时序分析生成文件分析检查上页下页电子线路EDA设计输入方式QuartusII文本编辑器AHDLVHDLVerilog原理图编辑器BlockDiagramFileGraphicDesignFile存储器编辑器HEXMIF第三方EDA工具文件EDIFHDLVQMMixing&MatchingDesignFilesAllowedTop-leveldesignfilescanbeschematic,HDLor3rd-PartyNetlistFileBlockFileSymbolFileTextFileTextFileTextFileImportedfrom3rd-PartyEDAtoolsGeneratedwithinQuartusIITextFileTextFile.v,vlg,.vhd,.vhdl,vqm.edf.edif.v.vhd.tdf.bsf.bdf.gdfTop-LevelFile上页下页电子线路EDA文本的设计输入文本编辑工具特性HDL文件显示行号预览HDL语言模板语法颜色编辑文件时,显示星号标记(*)文件保存后星号标记消失支持语言AHDL(.tdf)VHDL(.vhd,.vhdl)Verilog(.v,.vlg,.verilog,.vh)上页下页电子线路EDAHDL模板MenuBar:EditInsertTemplate…orClickontheShortcutButtonSelectLanguage.SelectTemplateSection.PreviewWindowDisplaySection上页下页电子线路EDA原理图的设计输入Full-FeaturedSchematicDesignCapabilitySchematicDesignCreation利用库里的功能(Blocks)构建原理图Gates,Flip-flops,Pins&OtherPrimitivesAlteraMegafunctions&LPMs可以为Verilog,VHDL,orAHDL原文件生成符号文件，用信号线&总线连接所有的设计模块原理图编辑器的用途建立简单的测试设计来了解AlteraMegafunction功能：PLL,LVDSI/O,Memory,Etc…建立顶层的原理图，简单直观的设计上页下页电子线路EDA新建原理图选择菜单“File”→“New”→“SchematicFile”，即弹出原理图编辑框。原理图文件的扩展名是：*.BDF上页下页电子线路EDAUsetheQuickLinkorFileNewSchematicFileFileExtensionIs.BDF新建原理图上页下页电子线路EDAOpentheSymbolWindow:UsetheToolbarorDoubleClickSchematicBackgroundLocalSymbolsCreatedfromMegaWizardorDesignFilesLibrarySymbols输入元件符号上页下页电子线路EDAMegafunctions简介预先制定的设计模块如：乘加器,PLL,Double-DataRate优势集成在QuartusII中，无需额外付费灵活的可配置性按Altera芯片的架构优化过加速设计输入的速度两种类型Altera特有的Megafunctions(以“ALT”开头)LibraryofParamerterizedModules(LPMs)工业标准的逻辑功能更多了解LPM，请浏览上页下页电子线路EDAMegaWizardPlug-InManager易实现Megafunctions&IP添加选择菜单“Tools”→“MegaWizardPlug-InManager”，即弹出宏功能设置对话框。ToolsMegaWizardPlug-InManager上页下页电子线路EDAMegaWizard实例Multiply-AddPLLDouble-DataRateLocateDocumentationinQuartusIIHelportheWeb上页下页电子线路EDAMegaWizard输出文件选择默认输出HDLWrapperFile可选择输出HDLInstantiationTemplateVHDLComponentDeclaration(CMP)QuartusIISymbol(BSF)VerilogBlackBox上页下页电子线路EDA步骤三编译工程编译设计输入仿真综合布局与布线下载建立工程时序分析生成文件分析检查上页下页电子线路EDAQuartusII编译编译目的语法检查分析综合布局布线产生输出文件时序分析输出网表仿真输出网表编程/配置的输出文件上页下页电子线路EDAStartCompilation执行全编译过程StartAnalysis&Elaboration仅检查语法及建立数据库StartAnalysis&Synthesis代码综合定时分析及估算StartFitterStartAssemblerStartTimingAnalysisStartI/OAssignmentAnalysisStartDesignAssistant可选择的编译过程ProcessingProcessingToolbar上页下页电子线路EDA•StatusBarsScrolltoIndicateProgress•MessageWindowDisplaysInformational,Warning,&ErrorMessages状态&信息窗口上页下页电子线路EDAContainsAllProcessingInformation•ResourceUsage•TimingAnalysis•Pin-OutFile•Messages编译报告上页下页电子线路EDASeveralSectionsDetailtheResourceUsage查看详细编译结果上页下页电子线路EDA综合&布