EDA實驗指導(dǎo)例程(2023年96)-圖文

EDA實驗指導(dǎo)例程(2023-9-16)_圖文(精)

電子設(shè)計自動化(EDA試驗指導(dǎo)例程(驗證版2023-8STARTtaiyoucai@EmbarkonEmbeddedLifeEDA技術(shù)是一門實踐性很強(qiáng)的學(xué)科,要培育出具有競爭力的一流IC設(shè)計人才,動手力量是關(guān)鍵。只有通過理論學(xué)習(xí),加上現(xiàn)場試驗,在使用軟件編程加硬件調(diào)試的過程中真正獲得熬煉,增長技能。

本試驗指導(dǎo)手冊(例程本著培育學(xué)生動手力量為動身點,理論學(xué)習(xí)與實踐教學(xué)相結(jié)合,到達(dá)學(xué)以實踐,在實踐中豐富學(xué)習(xí),在實踐中升華學(xué)習(xí),到達(dá)本課程的教學(xué)目標(biāo)。

前言(2名目(31QuartusII軟件圖形用戶介紹(11.1軟件構(gòu)成及特點(11.2軟件界面介紹(22基于QuartusII的根本設(shè)計流程(32.1建立工程及相關(guān)文件(42.2編譯前設(shè)置(112.3全程編譯(142.4仿真(16

2.5RTL電路觀看(此項可以略過(222.6引腳鎖定(232.7程序下載(252.8驗證結(jié)果(263層次構(gòu)造的設(shè)計方法(273.1半加器的原理:(只考慮輸出及高位進(jìn)位(273.2全加器原理:(可由半加器構(gòu)成(284原理圖輸入設(shè)計及層次構(gòu)造設(shè)計方法(305QuartusII幫助工具RTLViewer使用方法(365.1RTLViewer(365.2TechnologyMapViewer(37

1QuartusII軟件圖形用戶介紹1.1軟件構(gòu)成及特點QuartusII是Altera公司推出的CPLD/FPGA開發(fā)工具,QuartusII供應(yīng)了完全集成且與電路構(gòu)造無關(guān)的開發(fā)包環(huán)境,具有數(shù)字規(guī)律設(shè)計的全部特性。

QuartusII能夠完成EDA開發(fā)的全部流程,也就是設(shè)計輸入、編譯綜合、適配、下載以及仿真。對于設(shè)計者來說首先重要的工作是設(shè)計輸入。

圖1.1-1QuartusII設(shè)計流程設(shè)計輸入主要有圖形化的設(shè)計輸入、基于HDL語言的文本輸入。這里首先要了解三種文件“.vhd”,“.bdf”,“.bsf”,他是不同設(shè)計輸入產(chǎn)生的不同文件。

圖1.1-2不同的設(shè)計輸入文件

1.2軟件界面介紹QuartusII界面分為五個大的局部如【圖1.2-1QuartusII軟件的圖像用戶界面】。QuartusII5.0與QuartusII6.0根本是全都的,操作幾乎完全一樣。這里以QuartusII6.0為例介紹。

便捷工具條工作區(qū)工程導(dǎo)航區(qū)狀態(tài)區(qū)信息區(qū)圖1.2-1QuartusII軟件的圖像用戶界面工作區(qū)是設(shè)計輸入的主要空間。通過執(zhí)行菜單【File】-gt;【

New】可以觀察設(shè)計輸入的主要文件類型。

圖1.2-2建立各種設(shè)計輸入文件

2基于QuartusII的根本設(shè)計流程利用硬件描述語言完成電路設(shè)計后需借助EDA工具來完成綜合、適配、仿真、下載,直至在FPGA上完成硬件測試。

QuartusII軟件根本設(shè)計流程如下:

QuartusII軟件根本設(shè)計流程下面以多路選擇器的為例介紹QuartusII的根本設(shè)計流程:留意:設(shè)計試驗過程中要嚴(yán)格遵守試驗規(guī)章,仔細(xì)閱讀留意事項。

1.試驗留意事項(1嚴(yán)禁帶電插拔“JTAG”下載電纜!為了安全地使用下載電纜,防止損壞下載電纜中的器件和計算機(jī)主板的并口,應(yīng)在EDA試驗箱斷電的狀況下,插入或拔出下載電纜。

(2嚴(yán)格遵守先關(guān)電,后插線或移動導(dǎo)線(不帶電插拔。

(3試驗時應(yīng)檢查全部連線是否正確,確保連線沒有短路等狀況后,實驗箱再上電。

(4嚴(yán)禁用手觸摸試驗箱的芯片等。

(5嚴(yán)格根據(jù)試驗流程做本節(jié)試驗課要求的試驗,制止私自做其它試驗或事情。

2.其它留意事項:(1試驗開頭前應(yīng)檢查試驗箱是否正常。

(2有特別、器件缺失應(yīng)馬上報告。

(3記錄試驗箱信息(試驗箱編號,確保下次使用時不混淆。

(4試驗過程遵守試驗紀(jì)律,制止私自外出或做其它事情。

(5各組位置固定,試驗完畢本組負(fù)責(zé)整理試驗箱,確保完好無損。

(6保存好試驗記錄、數(shù)據(jù)、工程設(shè)計文件等,以備后續(xù)試驗使用。

2.1建立工程及相關(guān)文件1.雙擊桌面QuartusII圖標(biāo)啟動軟件。

圖2.1-1QuartusII軟件界面2.執(zhí)行【File】-gt;【New】菜單,建立VHDL文本文件。

圖2.1-2建立設(shè)計文件

圖2.1-3新建立的VHD文件3.輸入設(shè)計程序。(這里輸入二選一選擇器程序為例

圖2.1-4輸入VHDL文本4.保存設(shè)計文件。這里先建立工作名目文件夾【EDA-EXE】然后是工程文件夾【mux21a】,并將VHDLfile命名為mux21a,保存。即此文件保存的路徑是E:\EDA-EXE\mux21a\mux21a.vhd。

圖2.1-5建立工作名目

圖2.1-6建立工程名目

圖2.1-7vhd文件名字

圖2.1-8提示建立工程5.消失建立工程的提示選擇【yes】。通過新建工程的介紹可以了解【NewProjectWizard】的功能。

圖2.1-9創(chuàng)立工程的介紹6.點擊【Next】輸入工程名目、工程名稱、工程頂層實體的名稱。(在此例如使用軟件依據(jù)“.vhd”文件自動提取的名稱。

圖2.1-10設(shè)置工程信息

7.點擊【Next】添加文件,這里mux21a.vhd已經(jīng)自動參加。

圖2.1-11添加文件到工程8.點擊Next設(shè)置目標(biāo)器件的信息。(這里是EDA試驗箱的器件型號

圖2.1-12目標(biāo)器件信息

9.點擊【Next】,設(shè)置EDA工具信息,這里使用QuartusII自帶的工具,所以此步略過。

圖2.1-13設(shè)置工具信息10.點擊【Next】,顯示工程設(shè)置的相關(guān)信息。再點擊【Next】,完成工程設(shè)置及創(chuàng)立。

圖2.1-14完成工程創(chuàng)立及相關(guān)信息集合

圖2.1-15創(chuàng)立完畢的工程2.2編譯前設(shè)置1.在編譯前相關(guān)的設(shè)置通過執(zhí)行菜單【Assignments】-gt;【Settings】實現(xiàn)。此前建立工程過程中的設(shè)置可以在這里修改。設(shè)置的第一步是選擇目標(biāo)芯片。

圖2.2-1【Assignment】-gt;【Setting】設(shè)置工程

2.選擇配置器件的工作方式。單擊【Deviceamp;PinOptions】,在【General】

頁選中【Auto-reconfigurationaftererror】,是FPGA配置失敗后自動重新配置。

圖2.2-22選擇配置器件的工作方式3.選擇配置器件和配置方式。計算機(jī)對FPGA的直接配置方式為JTAG方式,因此選擇被動模式,配置器件自動。

圖2.2-33.選擇配置器件和配置方式4.選擇輸出設(shè)置(此項在此略過。選擇【ProgrammingFiles】頁選中【HexdecimalOutputFile】,即在生成下載文件的同時產(chǎn)生二進(jìn)制配置文件,用于單片機(jī)或CPLD與EPROM構(gòu)成的FPGA配置電路系統(tǒng)。

(ijq/jq/(iq/q分子是地區(qū)j的產(chǎn)業(yè)i占該地區(qū)全部產(chǎn)業(yè)總值的份額,分母是產(chǎn)業(yè)i占全國全部產(chǎn)業(yè)總值的份額。我們可以依據(jù)區(qū)位熵篩選出各地具有比擬優(yōu)勢的產(chǎn)業(yè),假如一個地區(qū)某行業(yè)區(qū)位熵大于l,說明該行業(yè)在該市制造業(yè)總產(chǎn)值比例高于全國該行業(yè)在全國制造業(yè)總產(chǎn)值中所占的比例,說明該行業(yè)是該地區(qū)的相對優(yōu)勢產(chǎn)業(yè),區(qū)位熵越大,說明產(chǎn)業(yè)集群效應(yīng)越明顯。(見下表1表1蘇州市15個制造業(yè)2023-2023年的區(qū)位熵系數(shù)主要行業(yè)2023202320232023平均值

食品工業(yè)1.2860561.1724951.0417810.8828151.095787紡織工業(yè)1.2755121.1404221.6186441.6064341.410253服裝、鞋、帽制造業(yè)0.7328270.6822501.3009911.5498381.066477造紙及紙制造業(yè)0.9086790.8227101.0949461.1911431.004370化學(xué)原料及制品制造業(yè)0.6885540.6119190.7395590.7129930.688256醫(yī)藥制造業(yè)0.3857150.3669850.3727760.3284920.363492化纖、橡膠、塑料工業(yè)0.8486040.8056201.1198601.2655801.009916非金屬礦物制造業(yè)0.3489510.3207500.4001090.3560090.356455黑色金屬冶煉及壓延工業(yè)0.6867240.7075590.8164800.8982780.777260有色金屬冶煉及壓延工業(yè)0.6323580.5602130.6272150.6164190.609051金屬制品工業(yè)0.7546700.7028520.6929270.6924460.710724通用、專用、交通運輸設(shè)備制造業(yè)0.4251460.4166280.5503690.5675060.489912電氣機(jī)械及器材制造業(yè)0.7554410.7553170.9144960.9160210.835319通信設(shè)備、計算機(jī)及其他電子設(shè)備制造業(yè)2.0064602.3916012.5276642.5057322.357864儀器儀表及文化辦公用機(jī)械制造業(yè)1.6872181.7512172.1558802.2384871.958201數(shù)據(jù)來源:《蘇州統(tǒng)計年鑒》2023,中國統(tǒng)計出版社《蘇州統(tǒng)計年鑒》2023,中國統(tǒng)計出版社《蘇州統(tǒng)計年鑒》2023,中國統(tǒng)計出版社《蘇州統(tǒng)計年鑒》2023,中國統(tǒng)計出版社《中國統(tǒng)計年鑒》2023,中國統(tǒng)計出版社依據(jù)計算結(jié)果大致可以將以上15個產(chǎn)業(yè)分為三組:第一組(2023-2023年區(qū)位熵系數(shù)全部大于1且平均值大于1紡織產(chǎn)業(yè)、通信設(shè)備計算機(jī)及其他電子設(shè)備制造業(yè)、儀器儀表及文化辦公用機(jī)械制造業(yè),產(chǎn)業(yè)集群現(xiàn)象明顯;其次組(2023-2023年區(qū)

位熵系數(shù)全部小于1且平均值小于1化學(xué)原料及制品制造、醫(yī)藥制造業(yè)、非金屬礦物制造業(yè)、黑色金屬冶煉及延壓工業(yè)、有色金屬冶煉及延壓工業(yè)、金屬制品業(yè)、通用專用交通運輸設(shè)備制造業(yè)、電器機(jī)械及器材制造業(yè),沒有產(chǎn)業(yè)集群現(xiàn)象;第三組(2023-2023年區(qū)位熵系數(shù)有的大于1有的小于1但平均值大于1食品工業(yè)、服裝鞋帽制造業(yè)、造紙及紙制造業(yè)、化纖橡膠塑料工業(yè),雖然系數(shù)不太全都,但大局部大于1且平均值大于1,因此可以認(rèn)為存在產(chǎn)業(yè)集群現(xiàn)象。

(三產(chǎn)業(yè)集群的特色分析表2蘇州產(chǎn)業(yè)集群分布狀況表主要產(chǎn)業(yè)集群產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)分布地區(qū)主要產(chǎn)品電子信息計算機(jī)及外部設(shè)備、電子元器件、電子根底材料昆山吳江筆記本電腦、彩色液晶顯示

器、電腦主機(jī)板、鼠標(biāo)器、通訊光纜、彩色電視機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、集成電路、新型電子元器件絲綢紡織繅絲、紡絲、織造、印染、織物深加工、服裝服飾吳江盛澤張家港文件、器件目標(biāo)文件等。選擇【Processing】-gt;【StartCompilation】執(zhí)行編譯(快捷鍵為Ctrl+L。

圖2.3-1編譯工程2.執(zhí)行完畢會呈現(xiàn)編譯狀態(tài)。依據(jù)錯誤提示修改原代碼。

服裝設(shè)備制造、服裝加工、服裝配飾以及輔料的生產(chǎn)、服裝設(shè)計常熟羽絨服、褲子、西裝、時裝、

鞋襪、床上用品光電纜

光通信系統(tǒng)的下游終端

修改后編譯勝利如下。

塑料、銅機(jī)械設(shè)備零配件

汽車、摩托車、自行車零部件裝配昆山太倉陸渡電機(jī)、電動車充電器、掌握器、車架縫紉機(jī)模具加工制作、鑄造、熱處理、零件粗加工和精加

2.設(shè)置仿真時間區(qū)域。將仿真時間設(shè)置在一個合理的區(qū)域上。執(zhí)行菜單【Edit】-gt;【EndTime】,鍵入10,單位為us(即設(shè)置仿真區(qū)域為10us。

圖2.4-3設(shè)置仿真時間區(qū)域留意:仿真時間范圍為0~10us,所以在波形編輯文件里時間軸范圍應(yīng)當(dāng)在0-10us之間,通過點擊按鈕后在波形圖里點擊,鼠標(biāo)右鍵點擊時間軸變寬,左鍵時間軸變窄。

3.輸入信號結(jié)點。執(zhí)行【View】-gt;【UtilityWindows】-gt;【NodeFinder】。

Filter選擇Pin:all,執(zhí)行l(wèi)ist命令列出全部引腳信號,將相關(guān)引腳信號拖到波形文件的信號欄上。

圖2.4-4使用NodeFinder

圖2.4-5NodeFinder界面

圖2.4-6選中a、b、s、y,把引腳信號拖入波形圖的信號欄4.編輯輸入波形如【圖2.4-7編輯輸入波形】,這就是仿真使用的鼓勵信號。(下面二頁介紹波形編輯器使用

圖2.4-7編輯輸入波形

工具欄波形欄信號欄圖2.4-8波形編輯器介紹如【圖2.4-8波形編輯器介紹】介紹了波形編輯器構(gòu)成,在仿真編輯窗口的工具欄中列出了各種功能選擇按鈕,主要用于繪制、編輯波形,給輸入信號賦值。詳細(xì)功能如下::在波形文件中添加解釋;:修改信號的波形值,把選定區(qū)域的波形更改成原值的相反值;:全屏顯示波形文件;:放大、縮小波形;:在波形文件信號欄中查找信號名,可以快捷找到待觀看信號;:將某個波形替換為另一個波形;:給選定信號賦原值的反值;:輸入任意固定的值;:輸入隨機(jī)值:給選定的信號賦值,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。

:設(shè)置時鐘信號的波形參數(shù),先選中需要賦值的信號,然后鼠標(biāo)右鍵點擊此圖標(biāo)彈出Clock對話框,在此對話框中可以設(shè)置輸入時鐘信號的起始時間(StartTime、完畢時間(EndTime、時鐘脈沖周期(Period,相位偏置(Offset以及占空比。

:給信號賦計數(shù)