《EDA技術入門與提高》課件-第5章

第5章文本輸入設計方法5.1文本輸入界面5.2用VHDL實現(xiàn)8位加法器設計

5.1文本輸入界面

新建一個文本文件，即可開啟如圖5.1所示的文本編輯界面，在該界面中可以輸入、編輯、查看各種文本文件，包括使用VHDL描述的電路設計文件“*.vhd”、使用VerilogHDL描述的設計文件“*.v”、使用AHDL描述的電路設計文件“*.tdf”以及其他的ASCII碼文本文件。

文本編輯界面對于HDL輸入文件提供了語法輔助功能。在文本編輯界面中能使用不同的顏色顯示HDL的關鍵字，同時還對進行自動縮排輸入的HDL文本提供了HDL模板“Template”，方便HDL的輸入和編輯。圖5.1文本編輯界面5.2用VHDL實現(xiàn)8位加法器設計

本節(jié)將以一個簡單的8位加法器的設計實例來介紹通過文本輸入方式使用VHDL進行設計的步驟。由于本章的主要目的是介紹Quartus?Ⅱ7.2中的文本輸入設計方法，因此并沒有涉及VHDL的細節(jié)，有關VHDL的詳細內(nèi)容將在第6章介紹。

(1)打開Quartus?Ⅱ7.2?，選擇主菜單的“File”→“NewProjectWizard”命令，打開“NewProjectWizard”對話框。

(2)在“NewProjectWizard”對話框中設置項目名稱為“unsigned_adder”，然后單擊“Finish”按鈕，新建一個名稱為“adder”的項目。

(3)單擊新建文件工具按鈕，打開如圖5.2所示的

“New”對話框。圖5.2“New”對話框

(4)在“New”對話框中的“DeviceDesignFiles”選項卡內(nèi)選擇“VHDLFile”選項，單擊“OK”按鈕，新建一個默認名稱為“VHDL1.vhd”的VHDL文件。

(5)單擊工具欄中的保存按鈕，打開如圖5.3所示的“另存為”對話框，在“文件名編輯框內(nèi)輸入“adder.vhd”，單擊“保存”按鈕，將該文本文件保存為“unsigned_adder.vhd”文件。圖5.3“另存為”對話框

(6)單擊“adder.vhd”文件窗口左側的工具條中的插入模板工具按鈕，或者選擇“Edit”→“InsertTemplate”命令，打開如圖5.4所示的“InsertTemplate”對話框。

(7)在“InsertTemplate”對話框中的“Languagetemplates”樹形列表中選擇“VHDL”→“FullDesigns”→“Arithmetics”→“Adders”→“Unsignedadders”項，在右側的“Preview”窗口中將顯示無符號加法器的VHDL完整設計文本。圖5.4“InsertTemplate”對話框

(8)單擊“Insert”按鈕，將如下VHDL文本插入到adder.vhd文件中。

--Quartus?ⅡVHDLTemplate

--UnsignedAdder

LIBRARYIEEE;

USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;

USEIEEE.NUMERIC_STD.ALL;

ENTITYunsigned_adderIS

GENERIC(

DATA_WIDTH:natural:=8

);PORT(a:INUNSIGNED((DATA_WIDTH-1)DOWNTO0);

b:INUNSIGNED((DATA_WIDTH-1)DOWNTO0);

result:OUTUNSIGNED((DATA_WIDTH-1)DOWNTO0)

);

ENDENTITY;

ARCHITECTURErtlOFunsigned_adderIS

BEGIN

result<=a+b;

ENDrtl;

上述VHDL代碼由3部分組成，分別是“LIBRARY”庫文件說明部分、“ENTITY”實體說明部分和“ARCHITECTURE”結構描述部分。

①“LIBRARY”庫文件部分描述文件中引用的庫文件。在上述的實例中通過“LIBRARY”關鍵字引用了“IEEE”庫，并通過“USE”關鍵字使用了該庫中的STD_LOGIC_1164和NUMERIC_STD標準程序包。

②“ENTITY”實體說明部分由“ENTITY”關鍵字引導，結束于“ENDENTITY；”語句。該部分定義設計實體與使用設計實體的環(huán)境之間的端口。③“ARCHITECTURE”結構體描述部分由“ARCHITECTURE”關鍵字引導，結束于“ENDrtl;”語句。該部分定義設計實體的體，指定設計實體輸入和輸出之間的關系，可以采用結構、數(shù)據(jù)流或行為的形式進行描述，上述的加法器的實例中采用的就是行為描述方法。

(9)單擊工具欄中的保存按鈕，保存“unsigned_

adder.vhd”文件。

(10)選擇“Assignment”→“Device”命令，打開“Settings”對話框。

(11)在“Settings”對話框中的“DeviceFamily”下拉列表欄中選擇“FLEX10K”系列，然后在“AvailableDevice”列表中選擇具體芯片型號“EPF10K10LC84-3”，單擊“OK”按鈕。

(12)選擇“Processing”→“StartCompilation”命令或者直接單擊開始編譯工具按鈕，啟動編譯過程。

(13)編譯結束后，系統(tǒng)彈出“Quartus?Ⅱ”消息框，提示編譯完成，同時顯示如圖5.5所示的編譯報告，單擊消息框中的“確定”按鈕，關閉該消息框。圖5.5編譯報告

(14)單擊新建工具按鈕，打開“New”對話框。在“OtherFiles”選項卡中選擇“VectorWaveformFile”選項，單擊“OK”按鈕，新建一個波形文件。

(15)選擇“Edit”→“InsertNodeorBus”命令，打開“InsertNodeorBus”對話框，單擊“NodeFinder”按鈕，打開“NodeFinder”對話框。

(16)在“NodeFinder”對話框中的“Filter”下拉列表中選擇“Pins：all”選項，然后單擊“List”按鈕，在“NodesFound”列表中列出所有引腳節(jié)點。

(17)在“NodesFound”列表中選擇“a”、“b”和“result”節(jié)點，然后單擊“>”按鈕，將選中的節(jié)點移動到“SelectedNodes”列表中，然后單擊“OK”按鈕，關閉“NodeFinder”對話框。

(18)單擊“InsertNodeorBus”對話框中的“OK”按鈕，將選中的節(jié)點插入波形文件編輯器中。

(19)選擇“Edit”→“EndTime”命令，打開“EndTime”對話框，在對話框中的“Time”編輯框中輸入“100μs”，設定仿真時間長度為100μs。

(20)在波形編輯器左側的信號節(jié)點列表中的信號節(jié)點“a”上單擊鼠標右鍵，在彈出的菜單中選擇“Value”→“RandomValues”命令，打開如圖5.6所示的“RandomValues”對話框。

(21)在“RandomValues”對話框中選擇“Atfixedintervals”單選項，在“Intervalperiod”編輯框內(nèi)輸入“5”，選擇時間單位為“μs”，然后單擊“OK”按鈕，設置信號節(jié)點“a”的內(nèi)容為如

5.7所示的5μs更新一次的隨機數(shù)字信號。圖5.6“RandomValues”對話框圖5.7設置信號“a”之后的波形圖

(22)采用步驟(21)介紹的方法，設置信號節(jié)點“b”的內(nèi)容為8μs更新一次的隨機數(shù)字信號，得到如圖5.8所示的波形圖。圖5.8設置信號“b”之后的波形圖

(23)單擊保存文件工具按鈕，打開“另存為”對話框，按照系統(tǒng)默認，將波形文件保存為默認名稱“unsigned_

adder.vwf”。

(24)單擊開始仿真