第3章PLD开发工具

1QuartusⅡ简介设计实例设计输入设计的编译设计的仿真验证时序分析器件编程QuartusⅡ软件使用技巧仿真中应注意的问题QuartusII集成开发工具2常用的PLD设计EDA工具软件QuartusⅡ美国Altera公司自行设计的第四代PLD开发软件使用版本：5.1、6.0课件中以5.1版本进行讲解3QuartusⅡ简介一、QuartusⅡ的设计流程二、QuartusⅡ的图形用户界面三、QuartusⅡ的图形用户界面功能内容概要内容概要4QuartusⅡ简介一、QuartusⅡ的设计流程(1)(2)(4)(5)(3)设计要求设计输入功能仿真综合布局布线时序分析时序仿真编程、配置设计修改(6)(7)全编译5QuartusⅡ简介二、QuartusⅡ的图形用户界面2Status窗口3主工作区域1ProjectNavigator窗口4Messages窗口5Tclconsole窗口6QuartusⅡ简介按F1键，可打开帮助窗口，即时访问对话框上的信息、高亮度的菜单命令或弹出式信息；如何获取在线帮助呢?？7设计输入一、创建工程二、图形设计输入方法三、文本输入方法四、建立存储器编辑文件五、创建顶层图形设计文件内容概要内容概要8设计输入一、创建工程1.打开创建工程向导执行菜单命令“FileNewProjectWizard”，打开Introduction对话框。单击“Next”。2.选择所建立工程的工作目录，输入工程名称、顶层实体名工程名称可以是任何名字，建议使用和顶层实体名相同的名字。顶层实体名称必须和顶层文件名字相同！单击“Next”。工作目录和工程名不能有空格和汉字！最好每个工程都有自己的工作目录！9设计输入3.加入设计文件（必要时）（1）单击Add按钮，从其他工作目录中选择所需要的现成的源文件（只是指向该文件位置）；（2）单击“UserLibraryParameters”按钮，可以加入用户自己定义的库：选择其路径和文件名，单击“Add”加入。（3）单击“Next”。第3步也可以略过，以后再创建设计文件，或者以后再用“ProjectAdd/RemoveFilesinProject…”命令将其他工作目录中的文件添加到本工程中。10设计输入4.指定目标器件类型在“Family”栏中选择“ACEX1k”；点击第二个选项Specificdeviceselected….具体的器件型号选择EP1k30TC144-3单击“Next”；11设计输入5.指定第三方对代码进行综合和仿真的工具（需要时）在安装QuartusII软件时，缺省的情况下安装了综合和仿真工具，也可以选择QuartusII软件支持的其它综合或仿真工具。在弹出的对话框中，选择适当的工具，或者什么也不选，单击“Next”。12设计输入6.完成在最后一步中，显示了在前面几步中所做选择的信息。确认无误后单击“Finish”。13设计输入执行“AssignmentsSettings”菜单命令，弹出“Settings”窗口Files——添加和删除文件；UserLibraries——添加用户库；Device——更改器件系列；EDAToolSettings——设置其它EDA工具；TimingAnalyzer——定时分析设置Simulator——仿真设置：选择功能仿真或时序仿真对工程设置进行修改对工程设置进行修改14设计输入二、图形设计输入方法图形设计文件的创建利用库函数LibraryFunction(Block)画原理图•逻辑门、触发器、引脚和其它基本单元符号•Altera功能函数（Megafunction）和LPM(LibraryofParameterizedModules，参数化的模型库）为Verilog、VHDL或AHDL设计文件创建符号使用导线和总线连接所有的图形块（Block）15设计输入[例]半加器的设计：在资源管理器下新建schematic文件夹，并在其中创建工程adder.qpf，新建图形文件adder.bdf。adder.bdf将所需元件全部调入原理图编辑窗并连接好16设计输入建立图形设计文件的方法：1.建立一个新文件执行File-New命令，打开“New”对话框；选择“DeviceDesignFiles”标签下的“BlockDiagram/SchematicFile”；单击OK，打开图形编辑器。文件名后缀为.bdf17设计输入工作区域常用快捷按钮图形编辑器界面18设计输入2.打开元件仓库并从库中取出基本元件在工作区空白处双击鼠标左键，或单击符号工具按钮，或选择菜单“EditInsertSymbol”，打开“Symbol”对话框；在“Libraries”栏中显示了所有的元件库19设计输入QuartusⅡ的模块库（在c:/altera/quartus50/libraries下有3个库）：（1）Megafunctions（功能函数）：包含许多可直接使用的参数化模块arithmetic（参数化累加器、乘法器、比较器、计数器、除法器等）embedded_logic（双端口RAM）gates（参数化与门、或门、三态缓冲器、译码器、多路选择器等）IO（各种I/O接口电路模块）storage（参数化D触发器、锁存器、FIFO、ROM等）丰富的设计库(基本逻辑块、74系列器件、特殊的逻辑宏函数、参数化模块)20设计输入（2）others（其他库）：包括与MAX+PLUSⅡ兼容的所有中规模器件，如74系列器件及特殊的逻辑宏函数如多路选择器，计数器，加法器，比较器，乘法器（3）Primitives（基本单元符号库）：包含所有的Altera基本图元buffer：缓冲器logic：各种扇入的与门、或门等；other：电源、地等；pin：input，output，bidirstorage：D触发器、JK触发器、锁存器等21设计输入2.打开元件仓库并从库中取出基本元件在“Libraries”栏中单击某单元库前的加号，展开库，就可以选择所需元件；单击“OK”。若已知图元或符号在库中的名字，可在“Symbol”对话框的“Name”栏中直接键入名称（如input、output）！22设计输入当符号放置好后，单击鼠标右键，选择下拉菜单的Properties项，弹出“SymbolProperties”对话框，可修改符号的属性（如实例名、端口状态、LPM的参数等）。23设计输入3使用MegaWizardPlug-InManager进行宏功能模块的实例化Altera提供的宏功能模块：•LPM：LibraryofParamerterizedModules（如乘法器、累加器）；•MegaCore（如FFT、FIR等）；•AMMP（AlteraMegafunctionPartnersProgram），如PCI、DDSMegaWizardPlug-InManager运行一个向导，用于设置参数值和选择端口二种方法：•方法一：执行“ToolsMegaWizardPlug-InManager”菜单命令；•方法二：在原理图设计文件的Symbol对话框中单击“MegaWizardPlug-InManager”按钮；预先设计好的设计模块24设计输入问题问题11在QuartusII中建立如下原理图（ram.v文件已经有了）25设计输入第1步）（事先在资源管理器下新建一个文件夹）创建一个新的工程（如pipemult.qpf）；第2步）新建一个原理图文件；第3步）使用MegaWizardPlug-InManager构建一个88乘法器：（1）执行“ToolsMegaWizardPlug-InManager”菜单命令，弹出一对话框；（2）选择“Createanewcustommegafunctionvariation”选项，单击“Next”按钮，弹出一对话框；（3）在宏功能模块库中选择宏功能模块（LPM_MULT），选择输出文件类型，键入输出文件名（如mult）；方法一操作步骤方法一操作步骤使用MegaWizardPlug-InManager创建一个88乘法器26设计输入宏功能模块输出文件类型输出文件名27设计输入方法：（1）双击原理图文件空白处，打开“Symbol”对话框；（2）在“Libraries”中选择“c:/altera/quartus51/libraries”下的适当路径，单击所需的宏功能模块；（3）单击“OK”，调出生成向导。宏功能模块实例化的另一种方法：在原理图设计文件的Symbol对话框中选择宏功能函数库，也可调出宏功能模块的生成向导28设计输入（4）单击“Next”，根据需要，设置宏功能模块的端口和参数：devicefamily:ACEX1Koutputfiletype:VerilogHDLoutputfilename:multdataaportwidth:8databportwidth:82stagepipeline(latency)generate.v&.bsffiles（5）单击“Finish”，完成宏功能模块的实例化。选中29设计输入第4步）将刚创建的宏功能模块添加到原理图中（1）双击原理图文件（如pipemult.bdf）空白处，打开“Symbol”对话框，展开“Project”，选择刚创建的宏功能模块mult，单击“OK”按钮；（2）移动鼠标，将宏功能模块放置到适当位置。30设计输入第5步）将其他工作目录中现成的源文件添加到本工程中执行“ProjectAdd/RemoveFilesinProject”菜单命令，打开Settings对话框，将别的工程中设计好的ram.v添加到本工程中。（1）（2）（3）（4）31设计输入第6步）从设计文件创建模块（为ram.v创建模块符号ram.bsf）——为设计好的工程文件生成一个模块符号文件（BlockSymbolFiles，.bsf），供高层设计调用（1）创建符号打开已经设计好的文件，（如本例中的ram.v文件）32双击可以打开已经ram.v33设计输入第6步）从设计文件创建模块执行“File-Create/UpdateCreateSymbolFilesforCurrentFile”菜单命令34设计输入（2）调用符号在原理图中双击鼠标左键，打开“Symbol”对话框；展开“Project”，选择刚创建的模块符号，单击“OK”按钮；移动鼠标，将模块放置到适当位置。35设计输入（3）编辑符号选中符号，执行“EditEditSelectedSymbol”菜单命令，或右击该符号，选择“EditSelectedSymbol”命令，进入符号编辑界面；调整符号中端口的位置或顺序，或调整符号的大小；单击保存按钮，保存修改后的符号；在图形文件中右击该符号，选择“UpdateSymbolorBlock…”命令，更新符号。需要修改符号时36设计输入第7步）建立完整的原理图设计文件（连线、放置引脚并命名）（1）连线包括信号线（NodeLine），总线（BusLine）利用窗口左边的工具箱里的折线按钮。当需要连接两个端口时，只需将鼠标移动到其中一个端口上，当鼠标变为十字形状时，一直按下鼠标并拖动到另一端口，松开左键即可。（2）放置输入和输出引脚引脚类型：输入（INPUT），输出（OUTPUT），双向（Bidir）双击鼠标左键，打开“Symbol”对话框，在“Name”框中键入“INPUT”（或“OUTPUT”），选择“OK”。或在primitive的pin库中选择。37设计输入（3）为引线和引脚命名为引线命名：单击引线，键入节点名。注：对于n位总线，可采用A[n-1..0]的形式命名，如data[7..0]为pin引脚命名：在引脚的PIN_NAME处双击鼠标左键，此时PIN_NAME反白显示，键入引脚名，回车，则鼠标指针直接跳到下一个引脚，可继续为其他引脚命名。注：输入引脚和输出引脚不仅可以是单一的信号，也可表示一组总线，只需将引脚的名