第3章quatus的使用

1、2021-11-181本章概要：本章概要：本章以本章以Altera公司的公司的Quartus為主，介紹為主，介紹EDA工具軟件的使用方法，作為工具軟件的使用方法，作為EDA設(shè)計的基礎(chǔ)。通過本設(shè)計的基礎(chǔ)。通過本章的學(xué)習(xí)，讀者可初步采用章的學(xué)習(xí)，讀者可初步采用QuartusII軟件的原理圖輸入法，軟件的原理圖輸入法，設(shè)計數(shù)字電路和系統(tǒng)，掌握用試驗開發(fā)系統(tǒng)或開發(fā)板對設(shè)計設(shè)計數(shù)字電路和系統(tǒng)，掌握用試驗開發(fā)系統(tǒng)或開發(fā)板對設(shè)計電路進(jìn)行硬件驗證的方法。電路進(jìn)行硬件驗證的方法。知識要點：知識要點：（1）EDA技術(shù)的原理圖輸入設(shè)計法。技術(shù)的原理圖輸入設(shè)計法。（2）用原理圖輸入法實現(xiàn)多層次系統(tǒng)電路的設(shè)計。）用原理

2、圖輸入法實現(xiàn)多層次系統(tǒng)電路的設(shè)計。（3）Quartus 的宏功能模塊的使用方法。的宏功能模塊的使用方法。 2021-11-1822.1 Quartus II軟件的安裝軟件的安裝 QuartusII 軟件的安裝比較簡單，只要把軟件的安裝比較簡單，只要把QuartusII軟件軟件光盤放入計算機的光驅(qū)中，安裝光盤將自動引導(dǎo)完成光盤放入計算機的光驅(qū)中，安裝光盤將自動引導(dǎo)完成Quartus II的安裝。軟件安裝結(jié)束之后，還必須在軟件中的安裝。軟件安裝結(jié)束之后，還必須在軟件中指定指定Altera公司的授權(quán)文件（公司的授權(quán)文件（License.dat），才能正常使），才能正常使用用Quartus II軟件。

3、軟件。 QuartusII軟件為適應(yīng)廣大軟件為適應(yīng)廣大MAX+PLUS 軟件應(yīng)用工軟件應(yīng)用工程人員的需要，提供了程人員的需要，提供了Quartus II和與和與MAX+PLUS 兼容兼容的兩種主界面。的兩種主界面。 Quartus 主界面窗口主界面窗口MAX+PLUS 主界面窗口主界面窗口2021-11-184圖形編輯輸入法也稱為原理圖輸入設(shè)計法。用圖形編輯輸入法也稱為原理圖輸入設(shè)計法。用Quartus II的原理圖輸入設(shè)計法進(jìn)行數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計時，的原理圖輸入設(shè)計法進(jìn)行數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計時，不需要任何硬件描述語言知識，在具有數(shù)字邏輯電不需要任何硬件描述語言知識，在具有數(shù)字邏輯電路基本知識的基礎(chǔ)上，就能

4、可使用路基本知識的基礎(chǔ)上，就能可使用Quartus II提供提供EDA平臺，設(shè)計數(shù)字電路或系統(tǒng)。平臺，設(shè)計數(shù)字電路或系統(tǒng)。 為了方便電路設(shè)計，設(shè)計者首先應(yīng)當(dāng)在計算機為了方便電路設(shè)計，設(shè)計者首先應(yīng)當(dāng)在計算機中建立自己的工程目錄（如中建立自己的工程目錄（如d:myeda）。將自己的。將自己的全部全部EDA設(shè)計文件放在文件夾中。設(shè)計文件放在文件夾中。注意：工程文件夾的名稱不要使用漢字，最好也不注意：工程文件夾的名稱不要使用漢字，最好也不要使用數(shù)字。要使用數(shù)字。 在在Quartus II平臺上，使用圖形編輯輸入法設(shè)計電路的操平臺上，使用圖形編輯輸入法設(shè)計電路的操作流程包括編輯（設(shè)計輸入）、編譯、仿真和

5、編程下載等基本作流程包括編輯（設(shè)計輸入）、編譯、仿真和編程下載等基本過程。用過程。用Quartus II圖形編輯方式生成的圖形文件默認(rèn)的擴展圖形編輯方式生成的圖形文件默認(rèn)的擴展名為名為.bdf。 下面以下面以8位加法器位加法器adder8的設(shè)計為例，介紹的設(shè)計為例，介紹Quartus II軟軟件使用的基本方法。設(shè)計結(jié)果用杭州康芯電子有限公司的件使用的基本方法。設(shè)計結(jié)果用杭州康芯電子有限公司的GW48系列系列EDA實驗系統(tǒng)（以下簡稱實驗系統(tǒng)（以下簡稱GW48）、南京偉福實業(yè)）、南京偉福實業(yè)有限公司的有限公司的EDA6000試驗開發(fā)系統(tǒng)（以下簡稱為試驗開發(fā)系統(tǒng)（以下簡稱為EDA6000）和友晶公司

6、的和友晶公司的ALTERA DE2開發(fā)板（以下簡稱為開發(fā)板（以下簡稱為DE2開發(fā)板）開發(fā)板）進(jìn)行硬件驗證。進(jìn)行硬件驗證。 2021-11-186Quartus II原理圖輸入的基本操作原理圖輸入的基本操作編輯原理圖編輯原理圖編譯設(shè)計文件編譯設(shè)計文件仿真仿真引腳鎖定引腳鎖定硬件調(diào)試硬件調(diào)試編程下載編程下載2021-11-187使用使用Quartus II設(shè)計電路系統(tǒng)設(shè)計電路系統(tǒng)之前，需要先建立設(shè)計項目（之前，需要先建立設(shè)計項目（Project）。例如，用圖形編輯法設(shè)）。例如，用圖形編輯法設(shè)計計8位加法器位加法器adder8時，需要先建立時，需要先建立adder8的設(shè)計項目。在的設(shè)計項目。在Qua

7、rtus II集集成環(huán)境下，執(zhí)行成環(huán)境下，執(zhí)行“File”菜單的菜單的“New Project Wizard”命令，彈出命令，彈出如圖所示的新建設(shè)計項目對話框的如圖所示的新建設(shè)計項目對話框的“New Project Wizard: Directory,Name,TOP-Level Entuty page 1 of 5”頁面（新建設(shè)計項目頁面（新建設(shè)計項目對話框共對話框共5個頁面）。個頁面）。2.3.1 編輯輸入圖形設(shè)計文件編輯輸入圖形設(shè)計文件 此頁面用于登記設(shè)計文件的地址（文件夾）、設(shè)計項此頁面用于登記設(shè)計文件的地址（文件夾）、設(shè)計項目的名稱和頂層文件實體名。在對話框的第一欄中填入項目的名稱和

8、頂層文件實體名。在對話框的第一欄中填入項目所在的文件夾名；第二欄是設(shè)計項目名，需要填入新的目所在的文件夾名；第二欄是設(shè)計項目名，需要填入新的設(shè)計項目名，第三欄是頂層文件實體名，需要填入頂層文設(shè)計項目名，第三欄是頂層文件實體名，需要填入頂層文件實體的名稱。設(shè)計項目名和頂層文件實體名可以同名，件實體的名稱。設(shè)計項目名和頂層文件實體名可以同名，一般在多層次系統(tǒng)設(shè)計中，以與設(shè)計項目同名的設(shè)計實體一般在多層次系統(tǒng)設(shè)計中，以與設(shè)計項目同名的設(shè)計實體作為頂層文件名。作為頂層文件名。 新建項目對話框的第新建項目對話框的第2頁面用于增加設(shè)計文件，包括頂頁面用于增加設(shè)計文件，包括頂層設(shè)計文件和其他底層設(shè)計文件。如

9、果頂層設(shè)計文件和其他層設(shè)計文件和其他底層設(shè)計文件。如果頂層設(shè)計文件和其他底層設(shè)計文件已經(jīng)包含在工程文件夾中，則在此頁面中將這底層設(shè)計文件已經(jīng)包含在工程文件夾中，則在此頁面中將這些設(shè)計文件增加到新建項目中。些設(shè)計文件增加到新建項目中。 新建項目對話框第新建項目對話框第3頁面用于設(shè)置編程下載的目標(biāo)芯片頁面用于設(shè)置編程下載的目標(biāo)芯片的類型與型號。在編譯設(shè)計文件前，應(yīng)先選擇下載的目標(biāo)芯的類型與型號。在編譯設(shè)計文件前，應(yīng)先選擇下載的目標(biāo)芯片，否則系統(tǒng)將以默認(rèn)的目標(biāo)芯片為基礎(chǔ)完成設(shè)計文件的編片，否則系統(tǒng)將以默認(rèn)的目標(biāo)芯片為基礎(chǔ)完成設(shè)計文件的編譯。目標(biāo)芯片選擇應(yīng)根據(jù)支持硬件開發(fā)和驗證的開發(fā)板或試譯。目標(biāo)芯片

10、選擇應(yīng)根據(jù)支持硬件開發(fā)和驗證的開發(fā)板或試驗開發(fā)系統(tǒng)上提供的可編程邏輯器件來決定。不同的適配板驗開發(fā)系統(tǒng)上提供的可編程邏輯器件來決定。不同的適配板上的可編程邏輯不同。上的可編程邏輯不同。 新建設(shè)計項目對話框的第新建設(shè)計項目對話框的第4頁面用于設(shè)置第三方頁面用于設(shè)置第三方EDA工工具軟件的使用，一般情況下可以設(shè)置為具軟件的使用，一般情況下可以設(shè)置為“不使用不使用”（在第三（在第三方工具軟件選擇框不出現(xiàn)方工具軟件選擇框不出現(xiàn)“”）。）。 新建設(shè)計項目對話框的第新建設(shè)計項目對話框的第5頁面用于顯示新建設(shè)計項目的頁面用于顯示新建設(shè)計項目的摘要，用鼠標(biāo)點擊此頁面下方的摘要，用鼠標(biāo)點擊此頁面下方的“Fini

11、sh”按鈕，完成新設(shè)計按鈕，完成新設(shè)計項目的建立。項目的建立。 2021-11-1810 新的項目建立后，在新的項目建立后，在Quartus II集成環(huán)境下，執(zhí)行集成環(huán)境下，執(zhí)行“File”菜單的菜單的“New”命令，在彈出編輯文件類型對話框命令，在彈出編輯文件類型對話框中，選擇中，選擇 “Block Diagram/Schematic File ”（模塊（模塊/原原理圖文件）方式，進(jìn)入理圖文件）方式，進(jìn)入Quartus II圖形編輯方式的窗口界圖形編輯方式的窗口界面。面。 圖圖2.22 編輯文件類型對話框編輯文件類型對話框2021-11-1811在原理圖編輯窗中的任何一個位置上用雙擊在原理圖

12、編輯窗中的任何一個位置上用雙擊鼠標(biāo)，彈出一個元件選擇窗。鼠標(biāo)，彈出一個元件選擇窗。 圖圖2.23 元件選擇框元件選擇框基本邏輯元件庫基本邏輯元件庫參數(shù)可設(shè)置的強函數(shù)元件庫參數(shù)可設(shè)置的強函數(shù)元件庫基本邏輯元件庫中的元件基本邏輯元件庫中的元件由此輸入所需要的元件名由此輸入所需要的元件名MAX+plus庫庫2021-11-1812 在在8位加法器位加法器adder8的設(shè)計中，將電路設(shè)計需要的的設(shè)計中，將電路設(shè)計需要的2個個4位加法器位加法器74283以及輸入、輸出元件符號調(diào)人圖形編輯框中，根據(jù)以及輸入、輸出元件符號調(diào)人圖形編輯框中，根據(jù)8位加法器設(shè)計位加法器設(shè)計的原理圖，用鼠標(biāo)完成電路內(nèi)部的連接以及

13、與輸入、輸出元件的連接，的原理圖，用鼠標(biāo)完成電路內(nèi)部的連接以及與輸入、輸出元件的連接，并將相應(yīng)的輸入元件符號名分別更改為并將相應(yīng)的輸入元件符號名分別更改為“A7.0”和和“B7.0”，把輸出，把輸出元件的名稱分更改為元件的名稱分更改為“SUM7.0”和和“COUT”，如圖所示。其中，如圖所示。其中A7.0和和B7.0是兩個是兩個8位加數(shù)輸入端，位加數(shù)輸入端，SUM7.0是是8位和數(shù)輸出端，位和數(shù)輸出端，COUT是是向高位進(jìn)位輸出端。電路設(shè)計完成后，用向高位進(jìn)位輸出端。電路設(shè)計完成后，用“adder8.bdf ”為文件名保存為文件名保存在工程目錄中。在工程目錄中。 圖圖2.24 8位加法器的原理

14、圖位加法器的原理圖2021-11-18132.3.2 編譯設(shè)計圖形文件編譯設(shè)計圖形文件 執(zhí)行執(zhí)行Quartus II主窗口主窗口“Processing”菜單的菜單的“Start Compilation”命令，或者在主窗口上直接用鼠標(biāo)左鍵點擊命令，或者在主窗口上直接用鼠標(biāo)左鍵點擊“開始編譯開始編譯”命令按鈕，開始對命令按鈕，開始對adder8.bdf文件進(jìn)行編譯。編譯工具的編文件進(jìn)行編譯。編譯工具的編譯過程界面如圖譯過程界面如圖2.25所示，編譯過程包括分析與綜合、適配、編程和時序所示，編譯過程包括分析與綜合、適配、編程和時序分析等分析等4個環(huán)節(jié)。個環(huán)節(jié)。 圖圖2.25 Quartus II編譯

15、工具界面編譯工具界面2021-11-18142.3.3 真設(shè)計文件真設(shè)計文件1. 建立波形文件建立波形文件 執(zhí)行執(zhí)行Quartus II主窗口主窗口“File”菜單的菜單的“New”命令，在彈出編輯文件類命令，在彈出編輯文件類型對話框，選擇對話框型對話框，選擇對話框“Other Files”中的中的“Vector Waveform File ”方式，方式，進(jìn)入進(jìn)入Quartus II波形編輯方式，彈出新建波形文件編輯窗口界面。波形編輯方式，彈出新建波形文件編輯窗口界面。 新建波形文件編輯窗口界面新建波形文件編輯窗口界面2021-11-18152. 輸入信號節(jié)點輸入信號節(jié)點 在波形編輯方式下，執(zhí)

16、行在波形編輯方式下，執(zhí)行“Edit”菜單下的菜單下的“Insert Node or Bus”命令，或在波形文件編輯窗口的命令，或在波形文件編輯窗口的“Name”欄中點擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的欄中點擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的快捷菜單中選擇快捷菜單中選擇“Insert Node or Bus”命令，彈出插入節(jié)點或總線命令，彈出插入節(jié)點或總線（Insert Node or Bus）對話框，。在）對話框，。在“Insert Node or Bus”對話對話窗口中首先點擊窗口中首先點擊“Node Finder”鍵，彈出節(jié)點發(fā)現(xiàn)者（鍵，彈出節(jié)點發(fā)現(xiàn)者（Node Finder）對話框。對話框。 插入信號節(jié)點對話框插入

17、信號節(jié)點對話框節(jié)點發(fā)現(xiàn)者對話框節(jié)點發(fā)現(xiàn)者對話框 在在“Node Finder”對話框的對話框的“Filter”欄目中，用選擇欄目中，用選擇“Pins:all”項，再點擊項，再點擊“Start”按鈕，這時在窗口左邊的按鈕，這時在窗口左邊的“Nodes Found:”（節(jié)點建立）框中將列出該設(shè)計項目的全（節(jié)點建立）框中將列出該設(shè)計項目的全部信號節(jié)點。若在仿真中需要觀察全部信號的波形，則點擊部信號節(jié)點。若在仿真中需要觀察全部信號的波形，則點擊窗口中間的窗口中間的“”按鈕；若在仿真中只需要觀察部分信號的波按鈕；若在仿真中只需要觀察部分信號的波形，則首先用鼠標(biāo)左鍵將信號名點黑選中，然后點擊窗口中形，則首

18、先用鼠標(biāo)左鍵將信號名點黑選中，然后點擊窗口中間的間的“”按鈕，選中的信號即進(jìn)入到窗口右邊的按鈕，選中的信號即進(jìn)入到窗口右邊的“Selected Nodes:”（被選擇的節(jié)點）框中。如果需要刪除（被選擇的節(jié)點）框中。如果需要刪除“Selected Nodes:”框中的節(jié)點信號，也可以用鼠標(biāo)將其選中，然后點擊框中的節(jié)點信號，也可以用鼠標(biāo)將其選中，然后點擊窗口中間的窗口中間的“”按鈕。節(jié)點信號選擇完畢后，點擊按鈕。節(jié)點信號選擇完畢后，點擊“OK”按按鈕。鈕。3. 設(shè)置波形參量設(shè)置波形參量 Quartus II默認(rèn)的仿真時間域是默認(rèn)的仿真時間域是1 s，如果需要更長時，如果需要更長時間觀察仿真結(jié)果，可

19、執(zhí)行間觀察仿真結(jié)果，可執(zhí)行“Edit”命令菜單中的命令菜單中的“End Time”選項，在彈出的如圖選項，在彈出的如圖2.30所示的所示的“End Time”（設(shè)（設(shè)置仿真時間域）對話框中，輸入適當(dāng)?shù)姆抡鏁r間域（如置仿真時間域）對話框中，輸入適當(dāng)?shù)姆抡鏁r間域（如10 s），后點擊），后點擊“OK”按鈕完成設(shè)置。按鈕完成設(shè)置。設(shè)置仿真時間域?qū)υ捒蛟O(shè)置仿真時間域?qū)υ捒?. 編輯輸入信號編輯輸入信號 為輸入信號編輯測試電平或數(shù)據(jù)的示意圖如圖所示。仿為輸入信號編輯測試電平或數(shù)據(jù)的示意圖如圖所示。仿真編輯窗口的左側(cè)各種功能選擇按鈕的主要功能及使用方法真編輯窗口的左側(cè)各種功能選擇按鈕的主要功能及使用方法如

20、下：如下： 為輸入信號編輯測試電平或數(shù)據(jù)示意圖為輸入信號編輯測試電平或數(shù)據(jù)示意圖放大放大/縮小工具縮小工具未初始化未初始化（U）強未知強未知（X）0電平（強電平（強0）1電平（強電平（強1）高阻（高阻（Z）弱弱0（L）弱弱1（H）計數(shù)值計數(shù)值任意值任意值隨機隨機值值時鐘時鐘弱未知弱未知（W）無關(guān)（無關(guān)（DC）反相反相選擇工具選擇工具文本工具文本工具編輯工具編輯工具全屏顯示全屏顯示發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)替換替換5. 波形文件存盤波形文件存盤 執(zhí)行執(zhí)行“File”選項的選項的“Save”命令，完成波形文件的存盤。命令，完成波形文件的存盤。6. 運行仿真器運行仿真器 執(zhí)行執(zhí)行“Processing”中的中的“St

21、art Simulation”命令，對設(shè)命令，對設(shè)計電路進(jìn)行仿真。計電路進(jìn)行仿真。 8位加法器的仿真波形位加法器的仿真波形2.3.4 編程下載設(shè)計文件編程下載設(shè)計文件 編程下載是指將設(shè)計處理中產(chǎn)生的編程數(shù)據(jù)文件通過編程下載是指將設(shè)計處理中產(chǎn)生的編程數(shù)據(jù)文件通過EDA軟件放到具體的可編程邏輯器件中去的過程。對軟件放到具體的可編程邏輯器件中去的過程。對CPLD器件來說是將器件來說是將JED文件下載（文件下載（Down Load）到）到CPLD器件中器件中去，對去，對FPGA來說是將位流數(shù)據(jù)來說是將位流數(shù)據(jù)BG文件配置到文件配置到FPGA中去。中去。編程下載需要可編程邏輯器件的開發(fā)板或試驗開發(fā)系統(tǒng)支

22、持。編程下載需要可編程邏輯器件的開發(fā)板或試驗開發(fā)系統(tǒng)支持。1. 基于基于GW48的編程下載過程的編程下載過程 GW48的結(jié)構(gòu)與功能見本書的附錄的結(jié)構(gòu)與功能見本書的附錄A，基于，基于GW48的的 8位位加法器設(shè)計的編程下載過程，包括選擇實驗?zāi)Ｊ?、引腳鎖定加法器設(shè)計的編程下載過程，包括選擇實驗?zāi)Ｊ?、引腳鎖定和編程下載三個部分。和編程下載三個部分。 （1）選擇實驗?zāi)Ｊ剑┻x擇實驗?zāi)Ｊ?用用EDA方式設(shè)計的電路的最終目的，是得到滿足設(shè)計功方式設(shè)計的電路的最終目的，是得到滿足設(shè)計功能的硬件電路，在將設(shè)計電路編程下載到目標(biāo)芯片之前，需能的硬件電路，在將設(shè)計電路編程下載到目標(biāo)芯片之前，需要進(jìn)行引腳鎖定。引腳鎖

23、定就是根據(jù)目標(biāo)芯片的引腳分布規(guī)要進(jìn)行引腳鎖定。引腳鎖定就是根據(jù)目標(biāo)芯片的引腳分布規(guī)則，確定設(shè)計電路的輸入和輸出端口與目標(biāo)芯片的連接關(guān)系，則，確定設(shè)計電路的輸入和輸出端口與目標(biāo)芯片的連接關(guān)系，即把哪一條設(shè)計電路的輸入即把哪一條設(shè)計電路的輸入/輸出端口，連接到目標(biāo)芯片的哪輸出端口，連接到目標(biāo)芯片的哪一只引腳（一只引腳（Pin）上。）上。 在進(jìn)行目標(biāo)芯片的引腳鎖定之前，首先需要確定目標(biāo)芯在進(jìn)行目標(biāo)芯片的引腳鎖定之前，首先需要確定目標(biāo)芯片的引腳與片的引腳與GW48的外部設(shè)備（如按鈕、發(fā)光二極管、七段數(shù)的外部設(shè)備（如按鈕、發(fā)光二極管、七段數(shù)碼器等）的連接關(guān)系，把目標(biāo)芯片的引腳與實驗開發(fā)系統(tǒng)的外碼器等）的

24、連接關(guān)系，把目標(biāo)芯片的引腳與實驗開發(fā)系統(tǒng)的外部設(shè)備連接的方式稱為實驗?zāi)Ｊ?。部設(shè)備連接的方式稱為實驗?zāi)Ｊ健W48上的目標(biāo)芯片與外部上的目標(biāo)芯片與外部設(shè)備連接的方式有十幾種，因此其實驗?zāi)Ｊ揭灿惺畮追N。對于設(shè)備連接的方式有十幾種，因此其實驗?zāi)Ｊ揭灿惺畮追N。對于每一個具體的設(shè)計，需要選擇一個合適模式，才能對其進(jìn)行完每一個具體的設(shè)計，需要選擇一個合適模式，才能對其進(jìn)行完整的實驗驗證。整的實驗驗證。8位加法器設(shè)計的實驗驗證可以選擇實驗電路位加法器設(shè)計的實驗驗證可以選擇實驗電路結(jié)構(gòu)圖結(jié)構(gòu)圖NO.1提供的實驗?zāi)Ｊ剑磳嶒災(zāi)Ｊ教峁┑膶嶒災(zāi)Ｊ?，即實驗?zāi)Ｊ絅O.1。（2）引腳鎖定）引腳鎖定 引腳鎖定前應(yīng)首先選擇目

25、標(biāo)芯片，本實驗選擇的目標(biāo)芯引腳鎖定前應(yīng)首先選擇目標(biāo)芯片，本實驗選擇的目標(biāo)芯片為片為EPF10K10LC84-4。參考附錄。參考附錄A“GW48使用說明使用說明”中的中的實驗電路結(jié)構(gòu)圖實驗電路結(jié)構(gòu)圖NO.1和表和表A.5，確定引腳鎖定。，確定引腳鎖定。端口名稱端口名稱 I/O管腳管腳芯片引腳芯片引腳 端口名稱端口名稱 I/O管腳管腳芯片引腳芯片引腳B0PIO05A4PIO1222B1PIO16A5PIO1323B2PIO27A6PIO1424B3 PIO38A7PIO1525B4PIO49SUM0PIO2439B5PIO510SUM1PIO2547B6PIO611SUM2PIO2648B7PIO

26、716SUM3PIO2749A0PIO817SUM4PIO2850A1PIO918SUM5PIO2951A2PIO1019SUM6PIO3052A3 PIO1121SUM7PIO3153COUTPIO39658位加法器與目標(biāo)芯片引腳的連接關(guān)系表位加法器與目標(biāo)芯片引腳的連接關(guān)系表（3）下載設(shè)計文件）下載設(shè)計文件 在在Quartus II軟件界面上選擇軟件界面上選擇“Tools”的編程器的編程器“Programmer”命令或者用鼠標(biāo)左鍵直接點擊命令或者用鼠標(biāo)左鍵直接點擊“Programmer”命令按鈕，彈出設(shè)置編程方式窗口。命令按鈕，彈出設(shè)置編程方式窗口。 設(shè)置編程方式窗口設(shè)置編程方式窗口 下載設(shè)

27、計文件之前需要設(shè)定編程方式。在設(shè)置編程方式下載設(shè)計文件之前需要設(shè)定編程方式。在設(shè)置編程方式窗口中，用鼠標(biāo)左鍵點擊窗口中，用鼠標(biāo)左鍵點擊“Hardware”（硬件設(shè)置）按鈕，（硬件設(shè)置）按鈕，在彈出在彈出“Hardware Setup”硬件設(shè)置對話框中點擊硬件設(shè)置對話框中點擊“Add Hardware”按鈕，在彈出的添加硬件對話框中選擇按鈕，在彈出的添加硬件對話框中選擇“ByteBlasterMVLP1”編程方式。編程方式。ByteBlasterMVLP1編程方式對應(yīng)計算機的并行口編程下載通道，編程方式對應(yīng)計算機的并行口編程下載通道，“MV”是混合是混合電壓的意思，主要指對電壓的意思，主要指對A

28、LTERA的各類芯片電壓的的各類芯片電壓的FPGA/CPLD都能由此編程下載。都能由此編程下載。 硬件設(shè)置完成后，在返回到的設(shè)置編程方式窗口中，在硬件設(shè)置完成后，在返回到的設(shè)置編程方式窗口中，在“Mode:”欄目選擇欄目選擇Passive Serial模式，該模式適用于模式，該模式適用于Altera公司的可編程邏輯器件。公司的可編程邏輯器件。 完成上述操作后，執(zhí)行完成上述操作后，執(zhí)行“Processing”的的“Stare”命令，命令，或者用鼠標(biāo)左鍵點擊設(shè)置編程方式窗口左邊開始編程按鈕或者用鼠標(biāo)左鍵點擊設(shè)置編程方式窗口左邊開始編程按鈕“Start”，實現(xiàn)設(shè)計電路到目標(biāo)芯片的編程下載。，實現(xiàn)設(shè)計

29、電路到目標(biāo)芯片的編程下載。 （4）硬件驗證設(shè)計電路）硬件驗證設(shè)計電路 用并行電纜將用并行電纜將GW48與計算機的并行接口連接在一起，與計算機的并行接口連接在一起，打開打開GW48的電源，按動模式選擇開關(guān)選擇工作模式的電源，按動模式選擇開關(guān)選擇工作模式“1”。按。按動動GW48實驗板上的十六進(jìn)制數(shù)輸入按鈕實驗板上的十六進(jìn)制數(shù)輸入按鈕“鍵鍵4”、“鍵鍵3”、“鍵鍵2”和和“鍵鍵1”，得到，得到A7.0和和B7.0不同的輸入組合；觀不同的輸入組合；觀察輸出發(fā)光二極管察輸出發(fā)光二極管“D8”的亮滅及的亮滅及“數(shù)碼數(shù)碼8”和和“數(shù)碼數(shù)碼7”上的數(shù)上的數(shù)字組合，硬件驗證字組合，硬件驗證8位加法器的功能。位

30、加法器的功能。 Quartus II軟件可以將軟件可以將MAX+PLUS 設(shè)計的項目轉(zhuǎn)換到設(shè)計的項目轉(zhuǎn)換到Quartus II環(huán)境下執(zhí)行，執(zhí)行環(huán)境下執(zhí)行，執(zhí)行Quartus II主窗口主窗口“File”菜單的菜單的“Convert MAX+PLUS Project”命令，完成命令，完成MAX+PLUS 設(shè)計文件到的設(shè)計文件到的Quartus II設(shè)計項目的轉(zhuǎn)換，并建立設(shè)計項目的轉(zhuǎn)換，并建立Quartus II設(shè)計項目名稱（如設(shè)計項目名稱（如cont10）。）。 “Convert MAX+PLUS Project”對話框?qū)υ捒?使用使用Quartus II 的的MegeWizard Plug-I

31、n Manager中的中的宏功能模塊可以幫助用戶完成一些復(fù)雜系統(tǒng)的設(shè)計，并可以宏功能模塊可以幫助用戶完成一些復(fù)雜系統(tǒng)的設(shè)計，并可以方便地對現(xiàn)有的設(shè)計文件進(jìn)行修改。這些宏功能模塊包括方便地對現(xiàn)有的設(shè)計文件進(jìn)行修改。這些宏功能模塊包括LPM（Library Parameterized Megafunction）、）、MegaCore（例如（例如FFT、FIR等）和等）和AMMP（Altera Megafunction Partners Program，例如，例如PCI、DDS等）。等）。下面以波形發(fā)生器的設(shè)計為例，介紹下面以波形發(fā)生器的設(shè)計為例，介紹Quartus II宏功能模塊的宏功能模塊的使用

32、方法。使用方法。 2.5.1 設(shè)計原理設(shè)計原理 在波形發(fā)生器的原理圖中，在波形發(fā)生器的原理圖中，lpm_counter0是是LPM計數(shù)器，計數(shù)器，lpm_rom0是是LPM只讀存儲器（只讀存儲器（ROM）。）。ROM中保存的是某中保存的是某種波形信號（如鋸齒波或正弦波）的數(shù)據(jù)，其地址由計數(shù)器種波形信號（如鋸齒波或正弦波）的數(shù)據(jù)，其地址由計數(shù)器lpm_counter0提供。提供。lpm_counter0是一個是一個8位加法計數(shù)器，位加法計數(shù)器，在時鐘的控制下計數(shù)器的輸出在時鐘的控制下計數(shù)器的輸出q7.0由由00000000到到11111111循環(huán)變化，使循環(huán)變化，使ROM輸出周期性的波形信號的數(shù)

33、據(jù)。輸出周期性的波形信號的數(shù)據(jù)。 波形發(fā)生器的原理圖波形發(fā)生器的原理圖2.5.2 編輯輸入頂層設(shè)計文件編輯輸入頂層設(shè)計文件 首先為波形發(fā)生器建立新的設(shè)計項目首先為波形發(fā)生器建立新的設(shè)計項目“mydds”，并選擇，并選擇Cyclone系列的系列的EP1C6Q240C8作為設(shè)計項目的下載目標(biāo)芯片。作為設(shè)計項目的下載目標(biāo)芯片。然后執(zhí)行然后執(zhí)行“File”菜單的菜單的“New”命令，打開一個新的命令，打開一個新的“Block Diagram/Schematic File ”編輯窗口。編輯窗口。 1. 加入計數(shù)器元件加入計數(shù)器元件 用鼠標(biāo)雙擊原理圖編輯窗，用鼠標(biāo)雙擊原理圖編輯窗，在彈出的元件選擇窗的在彈

34、出的元件選擇窗的“Libraries”欄目中選擇欄目中選擇“arithmetic”的的“l(fā)pm_counter”（計數(shù)器）（計數(shù)器）LPM元件。元件。LPM是參數(shù)化的多是參數(shù)化的多功能庫元件，每一種功能庫元件，每一種LPM元件元件都具有許多端口和參數(shù)，通過都具有許多端口和參數(shù)，通過對端口的選擇與參數(shù)的設(shè)置得對端口的選擇與參數(shù)的設(shè)置得到設(shè)計需要的元件。到設(shè)計需要的元件。pm_counter元件選擇窗元件選擇窗 計數(shù)器元件選定后用鼠標(biāo)點擊計數(shù)器元件選定后用鼠標(biāo)點擊“OK”按鈕，彈出按鈕，彈出“MegaWizard Plug-In Managerpage 2c”對話框頁面。在對話框頁面。在該對話框頁

35、面中，選擇該對話框頁面中，選擇VHDL（或（或Verilog HDL）作為輸出文）作為輸出文件的類型，并將生成的計數(shù)器名稱及保存的文件夾輸入到件的類型，并將生成的計數(shù)器名稱及保存的文件夾輸入到“What name do you want for the output file ？”欄目中。欄目中。MegaWizard Plug-In Managerpage 2c對話框頁面對話框頁面 完成上述操作后，點擊完成上述操作后，點擊“Next”按鈕，進(jìn)入計數(shù)器參按鈕，進(jìn)入計數(shù)器參數(shù)設(shè)置的下一個對話框頁面數(shù)設(shè)置的下一個對話框頁面“MegaWizard Plug-In Manager LPM_COUNTER

36、page 1 of 4”。在此頁面中。在此頁面中設(shè)置計數(shù)器的設(shè)置計數(shù)器的q輸出位數(shù)為輸出位數(shù)為8bit，時鐘輸入，時鐘輸入clock的有效邊的有效邊沿為沿為“Up only”（上升沿有效）。時鐘邊沿也可以選擇（上升沿有效）。時鐘邊沿也可以選擇“Down only”（下降沿有效）或（下降沿有效）或“Updown”（雙邊沿有（雙邊沿有效）。效）。LPM_COUNTERpage 1 of 4”對話框頁面對話框頁面 完成計數(shù)器此頁的參數(shù)設(shè)置后點擊完成計數(shù)器此頁的參數(shù)設(shè)置后點擊“Next”按鈕，進(jìn)入按鈕，進(jìn)入計數(shù)器參數(shù)設(shè)置的計數(shù)器參數(shù)設(shè)置的“MegaWizard Plug-In Manager LPM_

37、COUNTERpage 2 of 4”對話框頁面。在此對話框頁對話框頁面。在此對話框頁面中，選擇計數(shù)器的類型為面中，選擇計數(shù)器的類型為“Plain binary”（二進(jìn)制）。計數(shù)（二進(jìn)制）。計數(shù)器的類型除了二進(jìn)制外，還可以選擇任意模值，如器的類型除了二進(jìn)制外，還可以選擇任意模值，如5、10、60等。另外，計數(shù)器還可以增加一些輸入或輸出端口，如等。另外，計數(shù)器還可以增加一些輸入或輸出端口，如“Clock Enable”（時鐘使能）、（時鐘使能）、“Cary-in”（進(jìn)位輸入）、（進(jìn)位輸入）、“Count Enable”（計數(shù)器使能）和（計數(shù)器使能）和“Cary-out”（進(jìn)位輸（進(jìn)位輸出）。出）

38、。 LPM_COUNTERpage 2 of 4”對話框頁面對話框頁面 完成計數(shù)器此頁的參數(shù)設(shè)置后點擊完成計數(shù)器此頁的參數(shù)設(shè)置后點擊“Next”按鈕，進(jìn)入按鈕，進(jìn)入計數(shù)器參數(shù)設(shè)置的計數(shù)器參數(shù)設(shè)置的“MegaWizard Plug-In Manager LPM_COUNTERpage 3 of 4”對話框頁面。此頁面用于對話框頁面。此頁面用于為計數(shù)器添加同步或異步輸入控制端，如為計數(shù)器添加同步或異步輸入控制端，如“Clear”（清除）、（清除）、“Load”（預(yù)置）等。（預(yù)置）等。LPM_COUNTERpage 3 of 4”對話框頁面對話框頁面 點擊點擊“Next”按鈕，進(jìn)入計數(shù)器參數(shù)設(shè)置的按

39、鈕，進(jìn)入計數(shù)器參數(shù)設(shè)置的“MegaWizard Plug-In Manager LPM_COUNTERpage 4 of 4”對話框頁面，這是計數(shù)器參數(shù)設(shè)置的最后一個頁面，對話框頁面，這是計數(shù)器參數(shù)設(shè)置的最后一個頁面，主要用于選擇生成計數(shù)器的輸出文件，如主要用于選擇生成計數(shù)器的輸出文件，如VHDL的文本文件的文本文件“l(fā)pm_rom0.vhd”、圖形符號文件、圖形符號文件“l(fā)pm_rom0.bsf”等。等。至此，計數(shù)器參數(shù)設(shè)置完成，用鼠標(biāo)左鍵點擊點擊至此，計數(shù)器參數(shù)設(shè)置完成，用鼠標(biāo)左鍵點擊點擊“Finish”按鈕結(jié)束設(shè)置。按鈕結(jié)束設(shè)置。LPM_COUNTERpage 4 of 4”對話框頁面對

40、話框頁面2. 建立存儲器初值設(shè)定文件建立存儲器初值設(shè)定文件 為了將數(shù)據(jù)裝入為了將數(shù)據(jù)裝入ROM中，在加入并設(shè)置中，在加入并設(shè)置ROM之前，應(yīng)之前，應(yīng)首先建立一個存儲器初值設(shè)定文件（或稱為首先建立一個存儲器初值設(shè)定文件（或稱為.mif格式文件）。格式文件）。 在在Quartus II集成環(huán)境下，執(zhí)行集成環(huán)境下，執(zhí)行“File”菜單的菜單的“New”命令，打開一個新的命令，打開一個新的“Memory initialization file”（存儲器（存儲器初值設(shè)定文件）編輯窗口，在彈出的存儲器參數(shù)設(shè)置對話框初值設(shè)定文件）編輯窗口，在彈出的存儲器參數(shù)設(shè)置對話框中輸入存儲器的字?jǐn)?shù)（中輸入存儲器的字?jǐn)?shù)（

41、Number of words）為）為256，字長，字長（Word size）為）為8位。位。存儲器參數(shù)設(shè)置對話框存儲器參數(shù)設(shè)置對話框 存儲器的參數(shù)設(shè)置結(jié)束后點擊存儲器的參數(shù)設(shè)置結(jié)束后點擊“OK”按鈕，彈出存按鈕，彈出存儲器初值設(shè)定文件的界面，將此文件以儲器初值設(shè)定文件的界面，將此文件以.mif為類型屬性（如為類型屬性（如mydds.mif）保存在工程目錄中。在存儲器初值設(shè)定文件的）保存在工程目錄中。在存儲器初值設(shè)定文件的界面中，執(zhí)行界面中，執(zhí)行Address Radix項則可對存儲器的地址基數(shù)進(jìn)項則可對存儲器的地址基數(shù)進(jìn)行選擇，地址有行選擇，地址有Binary、Decimal、Octal和和

42、Hexadecimal等等4種基數(shù)數(shù)制選擇。執(zhí)行種基數(shù)數(shù)制選擇。執(zhí)行Memory Radix項則可對存儲器單項則可對存儲器單元中的數(shù)據(jù)基數(shù)進(jìn)行設(shè)置，存儲器數(shù)據(jù)有元中的數(shù)據(jù)基數(shù)進(jìn)行設(shè)置，存儲器數(shù)據(jù)有Binary、Hexadecimal、Octal、Signed Decimal和和Unsigned Decimal等等5種基數(shù)選擇。種基數(shù)選擇。 存儲器初值設(shè)定文件的界面存儲器初值設(shè)定文件的界面 將數(shù)據(jù)加入存儲器初值設(shè)定文件中。新建的存儲器初將數(shù)據(jù)加入存儲器初值設(shè)定文件中。新建的存儲器初值設(shè)定文件中的數(shù)據(jù)全部為值設(shè)定文件中的數(shù)據(jù)全部為0，在存儲器初值設(shè)定文件的界面，在存儲器初值設(shè)定文件的界面可以直接輸

43、入每個存儲器字的數(shù)據(jù)，也可以用鼠標(biāo)點擊文件可以直接輸入每個存儲器字的數(shù)據(jù)，也可以用鼠標(biāo)點擊文件界面，在彈出的格式文件操作快捷菜單提示下，完成數(shù)據(jù)輸界面，在彈出的格式文件操作快捷菜單提示下，完成數(shù)據(jù)輸入。入。 “Custom Fill Cells”對話框?qū)υ捒蚋袷轿募僮骺旖莶藛胃袷轿募僮骺旖莶藛?例如，在彈出的格式文件操作快捷菜單中選擇例如，在彈出的格式文件操作快捷菜單中選擇“Custom Fill Cells”（塊填充）項，在彈出（塊填充）項，在彈出“Custom Fill Cells”對話框的對話框的“Starting address”欄目內(nèi)輸入起始地址欄目內(nèi)輸入起始地址（如（如00），

44、在），在“Ending address”欄目內(nèi)輸入結(jié)束地址（如欄目內(nèi)輸入結(jié)束地址（如ff）；將）；將“Incrementing/Decrementing”選中后，在選中后，在“Starting Value”欄目中輸入起始值（如欄目中輸入起始值（如0），在），在“Increment by”（或（或Decrement by）欄目中輸入增加（或）欄目中輸入增加（或減少）值（如減少）值（如2）。完成上述操作后點擊）。完成上述操作后點擊“OK”按鈕，結(jié)按鈕，結(jié)束束.mif格式文件中的數(shù)據(jù)填充。數(shù)據(jù)填充的結(jié)果為：從格式文件中的數(shù)據(jù)填充。數(shù)據(jù)填充的結(jié)果為：從00地地址開始到址開始到ff地址結(jié)束，數(shù)據(jù)由地址結(jié)

45、束，數(shù)據(jù)由00值開始存儲于值開始存儲于00地址單元，地址單元，并將此值遞增并將此值遞增2后填入下一個存儲單元；當(dāng)遞增的值大于后填入下一個存儲單元；當(dāng)遞增的值大于8位位二進(jìn)制數(shù)的最大值（即二進(jìn)制數(shù)的最大值（即255）后，數(shù)據(jù)又從）后，數(shù)據(jù)又從00值開始重新填值開始重新填寫，直至結(jié)束地址為止。用上述方法產(chǎn)生的存儲器初始數(shù)據(jù)寫，直至結(jié)束地址為止。用上述方法產(chǎn)生的存儲器初始數(shù)據(jù)實際是一個鋸齒波發(fā)生器的數(shù)據(jù)。實際是一個鋸齒波發(fā)生器的數(shù)據(jù)。 3. 加入只讀存儲器加入只讀存儲器ROM元件元件 用鼠標(biāo)雙擊原理圖編輯窗，在彈出的元件選擇窗的用鼠標(biāo)雙擊原理圖編輯窗，在彈出的元件選擇窗的“Libraries”欄目中

46、選擇欄目中選擇“storage”的的“l(fā)pm_rom”（只讀（只讀存儲器存儲器ROM）LPM元件。用鼠標(biāo)點擊元件。用鼠標(biāo)點擊“OK”按鈕后彈出按鈕后彈出“MegaWizard Plug-In Managerpage 2c”對話框頁面。對話框頁面。在該對話框頁面中，選擇在該對話框頁面中，選擇VHDL（或（或Verilog HDL）作為輸）作為輸出文件的類型，并將生成的只讀存儲器名稱及保存的文件夾）出文件的類型，并將生成的只讀存儲器名稱及保存的文件夾）輸入到輸入到“What name do you want for the output file ？”欄目中。欄目中。 MegaWizard Plu

47、g-In Managerpage 2c對話框?qū)υ捒?完成上述操作后，點擊完成上述操作后，點擊“Next”按鈕，進(jìn)入按鈕，進(jìn)入ROM參數(shù)設(shè)參數(shù)設(shè)置的下一個對話框頁面置的下一個對話框頁面“MegaWizard Plug-In Manager LPM_ROMpage 1 of 4”。在此頁面中設(shè)置。在此頁面中設(shè)置ROM的的q輸出輸出位數(shù)為位數(shù)為8bit，字?jǐn)?shù)為，字?jǐn)?shù)為256，采用單時鐘控制方式。，采用單時鐘控制方式。LPM_ROMpage 1 of 4對話框頁面對話框頁面 完成頁的參數(shù)設(shè)置后點擊完成頁的參數(shù)設(shè)置后點擊“Next”按鈕，進(jìn)入按鈕，進(jìn)入ROM參數(shù)參數(shù)設(shè)置的設(shè)置的“MegaWizard Plug-In Manager LPM_ROMpage 2 of 4”對話框頁面。此對話框頁面用于選擇對話框頁面。此對話框頁面用