EDA实验台使用说明书

1第一部分软件使用说明一、MAX+PLUSⅡ软件安装和使用（一）概述MAX+PLUSⅡ开发系统是易学易用的完全集成化的EDA设计开发环境。它包含了开发CPLD/FPGA器件的全过程。下面将以MAX+PLUSⅡ的基本使用为基础介绍CPLD/FPGA器件的开发方法,CPLD/FPGA器件及其开发系统是极其复杂的，因此在学习使用时应注意如下特点：1)MAX+PLUSⅡ的使用与学习一定要与CPLD/FPGA硬件的学习相结合。2)注意学习软件与动手练习相配合，只有多动手设计与调试才能真正掌握设计思想与设计方法。3)多参考相关的书籍或MAX+PLUSⅡ的帮助系统。4)在学习过程中要与数字电路、计算机语言等课程进行比较，找出相同点与不同点，进行比较、类比地学习。5)概念的区分与使用：器件与符号：如在数字电路中7400为一个器件，在MAX+PLUSⅡ中器件一般被CPLD/FPGA器件专用，而MAX+PLUSⅡ中调用的中小规模的器件都称为符号。本文中有时出于习惯，也会在该使用“符号”的地方而使用“器件”名称，因此在碰到像“器件”、“符号”这样的词，一定要注意上下文的联系。模块与符号：传统习惯，一般是将一个电路抽象后形成模块，利用模块进行更高层次的设计。而在MAX+PLUSⅡ中电路抽象后形成的模块依然称为“符号”。因此在见到“模块”与“符号”这样的词语时，也要注意上下文的联系。（二）MAX+PLUSⅡ的版本及其安装2.1单机版软件推荐下述系统配置：奔腾Ⅱ300MHz以上CPU、64M以上内存、WIN95或WIN98/WIN2000操作系统、CDROM驱动器、2G或更大容量的硬盘。2.2安装过程1.将MAX+PLUSⅡ的安装光盘放入CDROM中。2．在我的电脑下双击光盘图标，继续操作找到MAXPLUS2，在MAXPLUS2目录下双击INSTALL图标。3．根据提示选择Fullinstallation进行全部安装或customInstallation进行定制安装，如2-1图所示：2图2-1MAX+PLUSⅡ安装示意图（1）4．根据提示设置好安装路径后，点击NEXT，在下一个界面中将所需部分选中，如果计算机有足够的硬盘空间，最好全部选中，因为有些文件虽然不是必须的，但安装后对改善MAX+PLUSⅡ的使用起到很大的作用。如图2-2所示：后续步骤根据提示就可以完成安装。图2-2MAX+PLUSⅡ安装示意图（2）2.3设置授权码第一次使用MAX+PLUSⅡ时，要先申请授权文件(在ALTERA官方网站申请，也可利用我公司提供的授权文件)，得到授权码文件后将它复制到MAX+PLUSⅡ的安装目录下，启动MAX+PLUSⅡ，在Option菜单内选择licencesetup,在弹出的对话框里，将正确授权码的路径添入即可。操作步骤如图2-3、2-4、2-5：图2-3License设置示意图3图2-4添入授权码前所支持的特性图2-5添入授权码后所支持的特性从图2-4和图2-5可以看出在正确的license文件设置之前，图形编辑、波形仿真等一些重要的特性得不到支持，器件也不开放。而正确的license文件设置之后，所有的特性已全部开放，这时就可以完成各种编辑、编译操作了。（三）MAX+PLUSⅡ的设计输入1．MAX+PLUSⅡ正确设置后就可以启动使用，启动后的界面如图2-6：选择File菜单的NEW子菜单，在下图的对话框中选择GraphicEditorfile，点击ok即可。也可以在MAX+PLUSⅡ菜单中选择GraphicEditor子菜单，直接启动图形编辑界面。图2-6MAX+PLUSⅡ启动2．在打开的界面中用左键鼠标双击空白处就会弹出如下图所示的界面（在图形编辑界面双击鼠标与选择Symbol菜单的EnterSymbol功能相同），在Symbollibraties对话框中双4击C:\maxplus\max2lib\mf（该库的路径与maxplus的安装路径有关，本文中的max+plusⅡ安装在C：盘）就会在Symbolfiles对话框中显示如图中所示内容，选择所需的器件，点击OK即可。同样的方法可以选择其他库中的元件。图2-7鼠标双击空白处后的编辑界面3．MAX+PLUSⅡ的符号库（1）prim库：prim是primtive的缩写，该库是数字电路器件的原形库，包含最基本的电路符号如门电路、触发器、输入、输出等。（2）mf库：小规模集成电路库，包含74系列的符号及一些其它小规模的电路符号如161mux等，该库中的器件称为Old_StyleMacrofunctions（也称为Macrofunctions）。（3）edif库：电子设计交换格式库，MAX+PLUSⅡ支持edif（edif200、edif300）格式的设计文件，可以用HDL语言、图形编辑等设计文件，通过第三方的综合器形成edif格式文件（扩展名为“.edf”），导入MAX+PLUSⅡ即可使用。集成在MAX+PLUSⅡ中edif库也包含了一些小规模的器件。（4）mega_lpm库：mega_lpm库中的符号都是规模很大的模块，因此称为兆功能模块，而且该库中的模块都是由AHDL语言编写的具有parameter参数的符号（symbol），在图形编辑时只要选择不同的方式填写参数化框就可以配置成多用途的模块。具体的使用参见后续内容介绍。4．在图形编辑界面中支持鼠标右击操作，包括cut、copy、paste、rotate(旋转)等基本操作，完全符合WINDOWS约定的操作方式，所以操作界面比较友好。5．下面以八位全加器的编辑，编译，模块的形成及调用为例具体介绍图形编辑方法的使用。1）一位全加器的设计电路如下图所示，按照上节内容介绍的方法将器件调入后，按图中所示的连接关系进行连线，在完成基本的电路后还要加上输入、输出符号（在prim库中可以找到,“input”、“output”）。当然也可以在symbolname对话框中直接输入器件的名称（如input），可以提高输入速度。连线关系如图2-8所示：5图2-8用图形输入法设计一位全加器输入完成后，还要为输入、输出符号指定具体的名称，名称可以使用26个英文字母(如a、b、ci)，也可以使用数字、或字母数字的组合，但名称必须具体指定，因为在系统编译时，要求每一个输入、输出器件必须有唯一的命名，不能与其他输入、输出器件重名。上述操作完成后，点击菜单File\Project\saveandcheck，在弹出的对话框中输入文件的名称（如ADD1）。如下图所示，点击OK，就会弹出编译界面，该界面分为三个部分，图形编辑区、编译区、编译信息窗口。如果在图形编辑区有错误，则在编译信息区将会有错误信息提示，一般错误信息描述得都比较详细，仔细阅读就会明白错误原因，用鼠标双击错误信息，界面将会直接跳到图形编辑区的错误处，出错部分处于激活状态。查错、修改错误都比较方便。按照上述步骤就可以完成一位全加器的设计、编辑和编译。2）下面将利用已设计的成果进行四位全加器的设计。具体的做法：（a）将一位全加器电路创建为默认的模块（defaultsymbol）XADD1.SYS，点击菜单FILE/createdefaultsymbol，输入符号名XADD1（模块）后续步骤根据提示就可完成。操作界面如图2-9：图2-9创建defaultsymbol示意图6（b）新建一个图形编辑区，双击空白处，在默认的目录下就会有刚刚创建的模块名，双击该模块名XADD1，则在新建的图形编辑区将会有一位全加器的模块出现，该模块的使用与其它库中的符号（symbol）使用方法相同。复制四个，调入输入、输出（input、output），连线如下图2-10所示：图2-10利用一位全加器设计四位全加器存储、检查、编译后再形成四位全加器的模块（file/createdefaultsymbol）。同样的方法采用该模块实现八位全加器的设计，编译通过后，可以继续形成八位全加器的模块，这样一级级进行下去，很快可以形成一个很大的电路。可见，利用MAX+PLUSⅡ的图形编辑输入，几乎不需要过多的额外知识，只要具备数字电路知识和几个简单MAX+PLUSⅡ的操作菜单就可以进行电路图形设计。3）器件的指定：器件指定可以在编译前进行，也可以在编译后进行，具体操作是点击“Assign/Device”，弹出的界面如下图所示。在“DeviceFamily”框中可以选择器件家族中的一类，如Flex10k、max7000等等。在“Device”框中选择具体的器件，如选择“10k10QC208—4”（注：10k10QC208—4，其中10K表示是该器件为10K系列，后面的10表示等效门数约为10000门，当然型号不同具体的门数也不完全一致，Q表示封装形式，C表示商用器件，208表示该器件有208个管脚，—4表示器件的速度）。4）管脚分配：完成器件选择后，就可以进行管脚分配。7图2-11器件选择示意图利用芯片的平面图进行管脚分配：点击MAX+PLUSⅡ菜单下的FloorplanEditor子菜单（或工具栏中对应的按扭），芯片平面编辑界面如下图所示，其中“ChipName”框显示的是已选择的器件，“UnassignedNodes&Pins”框显示的是尚未分配的输入、输出管脚。主编辑区显示的是放大的已选择芯片的管脚图，该管脚图和实际芯片的管脚排列一一对应，只要将“UnassignNodes”区的输入、输出管脚用鼠标拖住放到主编辑区的I/O管脚上即可完成一个管脚的分配。注意，主编辑区显示了各种类型的管脚，其中输入、输出管脚程白色显示，VCC、GND、JTAG接口以及下载电路专用的接口等呈黑色显示，这些管脚是I/O管脚分配完成后，重新编译，如果有硬件实验系统，即可进行下载实验。平面图编辑中，Layout菜单选项的几个设置是非常重要的，如下图所示：图2-12Layout菜单设置图8LastCompilationFloorplan（上一次的底层编辑）:这个选项主要显示已经编辑过的底层编辑，或由系统自动进行I/O口管脚分配的底层编辑。如果需要重新编辑则要选择CurrentAssignmentsFloorplan(当前底层分配)。该选项结合已选择的器件，展示器件的平面图及相关选项。DeviceView(器件视图)与LABView（LAB视图）：这两个选项的主要区别是DeviceView菜单的功能是显示器件的周边管脚视图，如图2-13所示。LABView主要显示器件内部的LAB、EAB等结构及分配情况。如下图所示。图2-13LABView视图DeviceView(器件视图)与LABView（LAB视图）的切换只要在LABView视图或DeviceView视图中灰色区域双击鼠标左键即可实现。利用Pin/Location/Chip进行I/O管脚锁定：在图形编辑界面中，经过器件选择、编译后就可以用Pin/Location/Chip进行I/O管脚锁定，操作步骤如下：在图形编辑界面中，用鼠标右键选择将要锁定的I/O，并弹出菜单中单击Assign/Pin/Location/Chip，如下图所示：图2-14利用Pin/Location/Chip进行I/O锁定（1）以s0的锁定为例介绍跳出界面的各部分功能，如下图所示：9图2-15利用Pin/Location/Chip进行I/O锁定（2）NodeName框的使用：该框中输入将要锁定的I/O的名称如S0，如果需要查询输入、输出等类型，可以单击Search按扭，跳出的对话框如下图所示。图2-16利用Pin/Location/Chip进行I/O锁定（3）选择合适的类型后（在ListNodesofType中输入、输出类型），点击List按扭，在NamesinDatabase框选择S0，单击“OK”后，“s0”就可在Pin/Location/Chip界面的NodeName框中出现。在ChipResource组框中选择合适的类型，如本例s0选择Pin单选扭，并在输入框中输入104，表示s0被锁定到特定CPLD器件的104号管脚。点击ADD按扭即可完成操作。同样的步