Quarus設計流程課件

QuartusⅡ設計流程

QuartusⅡ軟件的用戶界面啟動QuartusⅡ軟件后默認的界面主要由標題欄、菜單欄、工具欄、資源管理窗口、編譯狀態(tài)顯示窗口、信息顯示窗口和工程工作區(qū)等部分組成。QuartusⅡ的開發(fā)流程按照一般編程邏輯設計的步驟，利用QuartusⅡ軟件進行開發(fā)是可以分為以下四個步驟：（1）輸入設計文件；（2）編譯設計文件；（3）仿真設計文件；（4）編程下載設計文件。

輸入設計文件QuartusⅡ軟件的輸入法有：

1）原理圖輸入方式、

2）文本輸入方式（如VHDL、VerilogHDL）

3）AHDL輸入方式、

4）模塊輸入方式以及

5）第三方EDA工具產生的文件以及混合使用以上幾種設計輸入方法進行設計本章主要介紹原理圖輸入法原理圖輸入法也稱為圖形編輯輸入法，用QuartusⅡ原理圖輸入設計法進行數(shù)字系統(tǒng)設計時，不需要任何硬件描述語言的知識，在具有數(shù)字邏輯電路基本知識的基礎上，利用QuartusⅡ軟件提供的EDA平臺設計數(shù)字電路或系統(tǒng)。開發(fā)過程：一、新建工程1、原理圖輸入法－建立設計工程建立設計工程的方法如圖示：新建工程選項新建工程第一頁1、原理圖輸入法－建立設計工程建立設計工程的方法圖示：新建工程第二頁新建工程第三頁1、原理圖輸入法－建立設計工程建立設計工程的方法圖示：新建工程第四頁

新建工程第五頁二、輸入設計文件2、原理圖輸入法－輸入設計文件

1）新建工程之后，便可以進行電路系統(tǒng)設計文件的輸入。選擇file菜單中的New命令，彈出如圖所示的新建設計文件類型選擇窗口。2）選擇New對話框中的DeviceDesignfiles頁下的BlockDiagram/SchematicFile，點擊OK，打開如圖所示的圖形編輯器對話框，進行設計文件輸入。圖形編輯器對話框2、原理圖輸入法－輸入設計文件2、原理圖輸入法－輸入設計文件3）在圖形編輯窗口中的任何一個位置雙擊鼠標，或點擊

圖中的“符號工具”

按鈕，或選擇菜單Edit下的InsertSymbol命令，彈出

如右圖所示的元件選擇窗口Symbol

對話框。元件選擇窗口三、編譯設計計文件選擇QuartusⅡ主窗口Process菜單下StartCompilation命令，或者在在主窗口的工具欄上直接點擊圖圖標可以進行全編編譯全編譯的過程包包括分析與綜綜合（Analysis&Synthesis）、適配（Fitter）、編程（Assembler）、時序分析(ClassicalTimingAnalysis)這4個環(huán)節(jié)，而這4個環(huán)節(jié)各自對對應相應的菜菜單命令，可可以單獨分步步執(zhí)行，也就就是分步編譯譯。RTL電路觀察器窗窗口四、RTL電路觀察器RTL電路觀察器雙擊結構圖中中的實例，可可以展開此模模塊的下一級級結構圖五、仿真設計文件件仿真的目的就就是在軟件環(huán)環(huán)境下，驗證證電路的行為為和設想中的的是否一致。。FPGA/CPLD中的仿真分為為功能仿真和和時序仿真。。功能仿真著著重考察電路路在理想環(huán)境境下的行為和和設計構想的的一致性，時時序仿真則在在電路已經(jīng)映映射到特定的的工藝環(huán)境后后，考察器件件在延時情況況下對布局布布線網(wǎng)表文件件進行的一種種仿真。仿真一般需要要建立波形文文件、輸入信信號節(jié)點、編編輯輸入信號號、波形文件件的保存和運運行仿真器等等過程。仿真過程1、建立波形文件件波形文件用來來為設計產生生輸入激勵信信號。利用QuartusII波形編輯器可可以創(chuàng)建矢量量波形文件(.vwf)創(chuàng)建一個新的的矢量波形文文件步驟如下：（1）選擇QuartusⅡ主界面File菜單下的New命令，彈出新建對話話框；（2）在新建話框中選擇擇OtherFiles標簽頁，從中選擇VectorWaveformFile，點擊OK按鈕，則打開一個空空的波形編輯輯器窗口，主要分為信信號欄、工具具欄和波形欄欄。波形編輯器窗口2、輸入信號節(jié)節(jié)點（1）在波形編編輯方式下，，執(zhí)行Edit菜單中的InsertNodeorBus命令，或者在波形編輯器器左邊Name列的空白處點點擊鼠標右鍵鍵，彈出的InsertNodeorBus對話框2、輸入信號節(jié)節(jié)點（2）點擊InsertNodeorBus對話框中的NodeFinder…按鈕，彈出NodeFinder窗口，在此窗窗口中添加信信號節(jié)點。3、編輯輸入信信號編輯輸入信號號是指在波形形編輯器中指指定輸入節(jié)點點的邏輯電平平變化，編輯輯輸入節(jié)點的的波形。在仿真編輯窗窗口的工具欄欄中列出了各各種功能選擇擇按鈕，主要要用于繪制、、編輯波形，，給輸入信號號賦值。具具體功能如下下：：在波形文件件中添加注釋釋；：修改信號的的波形值，把把選定區(qū)域的的波形更改成成原值的相反反值；：全屏顯示波波形文件；：放大、縮小小波形；：在波形文件件信號欄中查查找信號名，，可以快捷找找到待觀察信信號；：將某個波形形替換為另一一個波形；：給選定信號號賦原值的反反值；：輸入任意固固定的值；：輸入隨機值值：給選定的信信號賦值，X表示不定態(tài)，，0表示賦0，1表示賦1，Z表示高阻態(tài)，，W表示弱信號，，L表示低電平，，H表示高電平，，DC表示不賦值。。3、編輯輸入信信號：設置時鐘信信號的波形參參數(shù)，先選中中需要賦值的的信號，然后后鼠標右鍵點點擊此圖標彈彈出Clock對話框，在此此對話框中可可以設置輸入入時鐘信號的的起始時間（（StartTime）、結束時間間（EndTime）、時鐘脈沖沖周期（Period），相位偏偏置（Offset）以及占空空比。：給信號賦賦計數(shù)值，，先選中中需要賦值值的信號，，然后鼠標標右鍵點擊擊此圖標彈彈出如下圖圖所示的CountValue對話框，然然后賦值。。CountValue對話框的Counting頁CountValue對話框的Timing頁4、仿真波形形文件QuartusⅡ軟件中默認認的是時序序仿真，如如果進行功功能仿真則則需要先對對仿真進行行設置，步步驟如下：：（1）選擇擇QuartusⅡⅡ主窗窗口口Assignments菜單單下下的的Settings…命令令，，可可以以進進入入?yún)?shù)數(shù)設設置置頁頁面面，，如如下下圖圖所所示示，，然然后后單單擊擊SimulationSettings，在在右右邊邊的的對對話話框框中中的的Simulationmode中選選擇擇“Function”；4、仿仿真真波波形形文文件件（2）選擇擇QuartusⅡⅡ主窗窗口口Processing菜單單下下的的GenerateFunctionalSimulationNetlist命令令，，生生成成功功能能仿仿真真網(wǎng)網(wǎng)表表文文件件；；（3）選擇擇QuartusⅡⅡ主窗窗口口Processing菜單單下下的的StartSimulation進行行功功能能仿仿真真。功能能仿仿真真滿滿足足要要求求后后，，還還要要對對設設計計進進行行時時序序仿仿真真，，時時序序仿仿真真可可以以在在編編譯譯后后直直接接進進行行，，但但是是要要將將上上圖圖中中的的Simulationmode中設設置置為為“Timing”，設設置置好好以以后后直直接接選選擇擇StartSimulation命令令，，執(zhí)執(zhí)行行時時序序仿仿真真。。六、、編編程程下下載載1、JTAG編程程下下載載模模式式此方方式式的的操操作作步步驟驟主主要要分分為為3步：：選擇擇QuartusⅡⅡ主窗窗口口的Tools菜單單下下的的Programmer命令令或或點點擊擊圖圖標標，，進進入入器器件件編編程程和和配配置置對對話話框框。。如如果果此此對對話話框框中中的的HardwareSetup后為為““NoHardware”，則需要要選擇編編程的硬硬件。點點擊HardwareSetup，進入HardwareSetup對話框，，下頁圖圖所示，，在此添添加硬件件設備。。配置編程程硬件后后，選擇擇下載模模式，在在Mode中指定的的編程模模式為JTAG模式；確定編程程模式后后，單擊擊添添加相應應的counter.sof編程文件件，選中中counter.sof文件后的的Program/Configure選項，然然后點擊擊圖圖標標下載設設計文件件到器件件中，Process進度條中中顯示編編程進度度，編程程下載完完成后就就可以進進行目標標芯片的的硬件驗驗證了。。編程下載載對話框框1、JTAG編程下載載模式AS主動串行行編程式式的操作步驟驟如下：：（1）選擇QuartusⅡ主窗口Assignments菜Device命令，進進入Settings對話框的的Device頁面進行行設置，如右右圖。2、AS主動串行行編程模式2、AS主動串行行編程模模式（2）選擇QuartusⅡ主窗口的Tools菜單下的的Programmer命令或點點擊圖標標，，進入器器件編程程和配置置對話框框，添加加硬件，，選擇編編程模式式為ActiveSerialProgram；（3）單擊添添加相相應的counter.pof編程文件件，選中中文件后后的Program/Configure、Verify和BlankCheck項，單擊擊圖標下下載設設計文件件到器件件中，Process進度條中中顯示編編程進度度。下載載完成后后程序固固化在EPCS中，開發(fā)發(fā)板上電電后EPCS將自動完完成對目目標芯片片的配置置，無須須再從計計算機上上下載程程序。QuartusⅡ中宏功能能模塊的的調用方方法MegaWizardPlug-InManager第一頁使用QuartusⅡ軟件的MegaWizardPlug-InManager中的宏功功能模塊塊可以幫幫助用戶戶調用QuartusⅡ內部已有有的IP（知識產產權）核核來完成成一些復復雜系統(tǒng)統(tǒng)的設計計，并可可以方便便的對調調用的IP核的參數(shù)數(shù)進行修修改。下面以一一個調用用lpm_counter宏功能模模塊來實實現(xiàn)一個個十六進進制的加加法同步步計數(shù)器器為例，，簡單介介紹宏功功能模塊塊的使用用。設計開始始前新建建立一個個名為counter16的工程，，在工程程中新建建一個新新的bdf文件，選選擇QuartusⅡ主窗口的Tools菜單下的的MegaWizardPlug-InManager命令，進進入MegaWizardPlug-InManager對話框第第一頁，，然后后依此進進行參數(shù)數(shù)的設定定，具體體的流程程如圖所所示：3.4QuartusⅡ中宏功能能模塊的的調用方方法MegaWizardPlug-InManager第二頁MegaWizardPlug-InManager第三頁3.4QuartusⅡ中宏功能能模塊的的調用方方法MegaWizardPlug-InManager第四頁MegaWizardPlug-InManager第五頁3.4QuartusⅡ中宏功能能模塊的的調用方方法MegaWizardPlug-InManager第六頁MegaWizardPlug-InManager第七頁3.5SignalTapⅡ邏輯分析析儀SignalTapⅡ邏輯分析析儀是QuartusⅡ軟件中集集成的一一個內部部邏輯分分析軟件件，主要要是用來來觀察設設計的內內部信號號波形，，方便查查找設計計中的缺缺陷。在復雜的的設計中中，不能能從外部部的輸入入輸出引引腳上觀觀察內部部端口之之間（如如模塊與與模塊之之間）的的信號波波形是否否正確，，這就可可以使用用SignalTapⅡ邏輯分析析儀來進進行觀察察。對于外部部的輸入入輸出信信號，則則沒有必必要在SignalTapⅡⅡ邏輯分析析儀中進進行觀察察。3.5SignalTapⅡ邏輯分析析儀（續(xù)續(xù)1）1、SignalTapⅡ邏輯分析析儀的用用戶界面面3.5SignalTapⅡ邏輯分析析儀（續(xù)續(xù)2）2、SignalTapⅡ邏輯分析析儀的使使用流程程（1）