【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 artus II圖形編輯方式的窗口界面。 20084562在原理圖編輯窗中的任何一個(gè)位置上用雙擊鼠標(biāo)，彈出一個(gè)元件選擇窗。 20084563在8位加法器adder8的設(shè)計(jì)中，將電路設(shè)計(jì)需要的2個(gè)4位加法器74283以及輸入、輸出元件符號(hào)調(diào)人圖形編輯框中，根據(jù)8位加法器設(shè)計(jì)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(hào)名分別更改為“A[7..0]”和“B[7..0]”，把輸出元件的名稱分更改為“SUM[7..0]”和“COUT”，如圖所示。其中A[7..0]和B[7..0]是兩個(gè)8位加數(shù)輸入端，SUM[7..0]是8位和數(shù)輸出端，COUT是向高位進(jìn)位輸出端。電路設(shè)計(jì)完成后，用“ ”為文件名保存在工程目錄中。 20084564 編譯設(shè)計(jì)圖形文件 執(zhí)行Quartus II主窗口“Processing”菜單的“Start Compilation”命令，或者在主窗口上直接用鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊“開始編譯”命令按鈕。，編譯過程包括分析與綜合、適配、編程和時(shí)序分析等4個(gè)環(huán)節(jié)。 20084565 真設(shè)計(jì)文件 1. 建立波形文件 執(zhí)行Quartus II主窗口“File”菜單的“New”命令，在彈出編輯文件類型對(duì)話框，選擇對(duì)話框“Other Files”中的“Vector Waveform File ”方式，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。 200845662. 輸入信號(hào)節(jié)點(diǎn) 在波形編輯方式下，執(zhí)行“Edit”菜單下的“Insert Node or Bus…”命令，或在波形文件編輯窗口的“Name”欄中點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的快捷菜單中選擇“Insert Node or Bus…”命令，彈出插入節(jié)點(diǎn)或總線（Insert Node or Bus…）對(duì)話框。在“Insert Node or Bus…”對(duì)話窗口中首先點(diǎn)擊“Node Finder…”鍵，彈出節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)者（Node Finder）對(duì)話框。 在“Node Finder”對(duì)話框的“Filter”欄目中，用選擇“Pins:all”項(xiàng)，再點(diǎn)擊“Start”按鈕，這時(shí)在窗口左邊的“Nodes Found:”（節(jié)點(diǎn)建立）框中將列出該設(shè)計(jì)項(xiàng)目的全部信號(hào)節(jié)點(diǎn)。若在仿真中需要觀察全部信號(hào)的波形，則點(diǎn)擊窗口中間的“”按鈕；若在仿真中只需要觀察部分信號(hào)的波形，則首先用鼠標(biāo)左鍵將信號(hào)名點(diǎn)黑選中，然后點(diǎn)擊窗口中間的“”按鈕，選中的信號(hào)即進(jìn)入到窗口右邊的“Selected Nodes:”（被選擇的節(jié)點(diǎn)）框中。如果需要?jiǎng)h除“Selected Nodes:”框中的節(jié)點(diǎn)信號(hào)，也可以用鼠標(biāo)將其選中，然后點(diǎn)擊窗口中間的“”按鈕。節(jié)點(diǎn)信號(hào)選擇完畢后，點(diǎn)擊“OK”按鈕。3. 設(shè)置波形參量 Quartus II默認(rèn)的仿真時(shí)間域是1ms，如果需要更長(zhǎng)時(shí)間觀察仿真結(jié)果，可執(zhí)行“Edit”命令菜單中的“End Time…”選項(xiàng)，“End Time”（設(shè)置仿真時(shí)間域）對(duì)話框中，輸入適當(dāng)?shù)姆抡鏁r(shí)間域（如10ms），后點(diǎn)擊“OK”按鈕完成設(shè)置。4. 編輯輸入信號(hào) 為輸入信號(hào)編輯測(cè)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如下： 5. 波形文件存盤 執(zhí)行“File”選項(xiàng)的“Save”命令，完成波形文件的存盤。6. 運(yùn)行仿真器 執(zhí)行“Processing”中的“Start Simulation”命令，對(duì)設(shè)計(jì)電路進(jìn)行仿真。 編程下載設(shè)計(jì)文件 編程下載是指將設(shè)計(jì)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(duì)CPLD器件來(lái)說(shuō)是將JED文件下載（Down Load）到CPLD器件中去，對(duì)FPGA來(lái)說(shuō)是將位流數(shù)據(jù)BG文件配置到FPGA中去。編程下載需要可編程邏輯器件的開發(fā)板或試驗(yàn)開發(fā)系統(tǒng)支持。1. 基于GW48的編程下載過程 GW48的結(jié)構(gòu)與功能見本書的附錄A，基于GW48的 8位加法器設(shè)計(jì)的編程下載過程，包括選擇實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?、引腳鎖定和編程下載三個(gè)部分。 （1）選擇實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ? 用EDA方式設(shè)計(jì)的電路的最終目的，是得到滿足設(shè)計(jì)功能的硬件電路，在將設(shè)計(jì)電路編程下載到目標(biāo)芯片之前，需要進(jìn)行引腳鎖定。引腳鎖定就是根據(jù)目標(biāo)芯片的引腳分布規(guī)則，確定設(shè)計(jì)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(jì)電路的輸入/輸出端口，連接到目標(biāo)芯片的哪一只引腳（Pin）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)碼器等）的連接關(guān)系，把目標(biāo)芯片的引腳與實(shí)驗(yàn)開發(fā)系統(tǒng)的外部設(shè)備連接的方式稱為實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?。GW48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(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ揭灿惺畮追N。對(duì)于每一個(gè)具體的設(shè)計(jì)，需要選擇一個(gè)合適模式，才能對(duì)其進(jìn)行完整的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。（2）引腳鎖定 引腳鎖定前應(yīng)首先選擇目標(biāo)芯片，本實(shí)驗(yàn)選擇的目標(biāo)芯片為EPF10K10LC844。參考附錄A“GW48使用說(shuō)明”，確定引腳鎖定。（3）下載設(shè)計(jì)文件 在Quartus II軟件界面上選擇“Tools”的編程器“Programmer”命令或者用鼠標(biāo)左鍵直接點(diǎn)擊“Programmer”命令按鈕，彈出設(shè)置編程方式窗口。 下載設(shè)計(jì)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(diǎn)擊“Hardware…”（硬件設(shè)置）按鈕，在彈出“Hardware Setup”硬件設(shè)置對(duì)話框中點(diǎn)擊“Add Hardware”按鈕，在彈出的添加硬件對(duì)話框中選擇“ByteBlasterMV[LP1]”編程方式。ByteBlasterMV[LP1]編程方式對(duì)應(yīng)計(jì)算機(jī)的并行口編程下載通道，“MV”是混合電壓的意思，主要指對(duì)ALTERA的各類芯片電壓的FPGA/CPLD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“Mode:”欄目選擇Passive Serial模式，該模式適用于Altera公司的可編程邏輯器件。 完成上述操作后，執(zhí)行“Processing”的“Stare”命令，或者用鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊設(shè)置編程方式窗口左邊開始編程按鈕“Start”，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)電路到目標(biāo)芯片的編程下載。 （4）硬件驗(yàn)證設(shè)計(jì)電路 用并行電纜將GW48與計(jì)算機(jī)的并行接口連接在一起，打開GW48的電源，按動(dòng)模式選擇開關(guān)選擇工作模式“1”。按動(dòng)GW48實(shí)驗(yàn)板上的十六進(jìn)制數(shù)輸入按鈕“鍵4”、“鍵3”、“鍵2”和“鍵1”，得到A[7..0]和B[7..0]不同的輸入組合；觀察輸出發(fā)光二極管“D8”的亮滅及“數(shù)碼8”和“數(shù)碼7”上的數(shù)字組合，硬件驗(yàn)證8位加法器的功能。 MAX+PLUS Ⅱ設(shè)計(jì)項(xiàng)目的轉(zhuǎn)換 Quartus II軟件可以將MAX+PLUS Ⅱ設(shè)計(jì)的項(xiàng)目轉(zhuǎn)換到Quartus II環(huán)境下執(zhí)行，執(zhí)行Quartus II主窗口“File”菜單的“Convert MAX+PLUS Ⅱ Project…”命令，完成MAX+PLUS Ⅱ設(shè)計(jì)文件到的Quartus II設(shè)計(jì)項(xiàng)目的轉(zhuǎn)換，并建立Quartus II設(shè)計(jì)項(xiàng)目名稱（如cont10）。 Quartus II宏功能模塊的使用方法 使用Quartus II 的MegeWizard PlugIn Manager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(jì)，并可以方便地對(duì)現(xiàn)有的設(shè)計(jì)文件進(jìn)行修改。這些宏功能模塊包括LPM（Library Parameterized Megafunction）、MegaCore（例如FFT、FIR等）和AMMP（Altera Megafunction Partners Program，例如PCI、DDS等）。下面以波形發(fā)生器的設(shè)計(jì)為例，介紹Quartus II宏功能模塊的使用方法。 設(shè)計(jì)原理 在波形發(fā)生器的原理圖中，lpm_counter0是LPM計(jì)數(shù)器，lpm_rom0是LPM只讀存儲(chǔ)器（ROM）。ROM中保存的是某種波形信號(hào)（如鋸齒波或正弦波）的數(shù)據(jù)，其地址由計(jì)數(shù)器lpm_counter0提供。lpm_counter0是一個(gè)8位加法計(jì)數(shù)器，在時(shí)鐘的控制下計(jì)數(shù)器的輸出q[7..0]由00000000到11111111循環(huán)變化，使ROM輸出周期性的波形信號(hào)的數(shù)據(jù)。 編輯輸入頂層設(shè)計(jì)文件 首先為波形發(fā)生器建立新的設(shè)計(jì)項(xiàng)目“mydds”，并選擇Cyclone系列的EP1C6Q240C8作為設(shè)計(jì)項(xiàng)目的下載目標(biāo)芯片。然后執(zhí)行“File”菜單的“New”命令，打開一個(gè)新的“Block Diagram/Schematic File ”編輯窗口。 1. 加入計(jì)數(shù)器元件 用鼠標(biāo)雙擊原理圖編輯窗，在彈出的元件選擇窗的“Libraries”欄目中選擇“arithmetic”的“l(fā)pm_counter”（計(jì)數(shù)器）LPM元件。LPM是參數(shù)化的多功能庫(kù)元件，每一種LPM元件都具有許多端口和參數(shù)，通過對(duì)端口的選擇與參數(shù)的設(shè)置得到設(shè)計(jì)需要的元件。計(jì)數(shù)器元件選定后用鼠標(biāo)點(diǎn)擊“OK”按鈕，彈出“MegaWizard PlugIn Manager[page 2c]”對(duì)話框頁(yè)面。在該對(duì)話框頁(yè)面中，選擇VHDL（或Verilog HDL）作為輸出文件的類型，并將生成的計(jì)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。完成上述操作后，點(diǎn)擊“Next”按鈕，進(jìn)入計(jì)數(shù)器參數(shù)設(shè)置的下一個(gè)對(duì)話框頁(yè)面“MegaWizard PlugIn Manager –LPM_COUNTER[page 1 of 4]”。在此頁(yè)面中設(shè)置計(jì)數(shù)器的q輸出位數(shù)為8bit，時(shí)鐘輸入clock的有效邊沿為“Up only”（上升沿有效）。時(shí)鐘邊沿也可以選擇“Down only”（下降沿有效）或“Updown”（雙邊沿有效）。完成計(jì)數(shù)器此頁(yè)的參數(shù)設(shè)置后點(diǎn)擊“Next”按鈕，進(jìn)入計(jì)數(shù)器參數(shù)設(shè)置的“MegaWizard PlugIn Manager –LPM_COUNTER[page 2 of 4]”對(duì)話框頁(yè)面。在此對(duì)話框頁(yè)面中，選擇計(jì)數(shù)器的類型為“Plain binary”（二進(jìn)制）。計(jì)數(shù)器的類型除了二進(jìn)制外，還可以選擇任意模值，如60等。另外，計(jì)數(shù)器還可以增加一些輸入或輸出端口，如“Clock Enable”（時(shí)鐘使能）、“Caryin”（進(jìn)位輸入）、“Count Enable”（計(jì)數(shù)器使能）和“Caryout”（進(jìn)位輸出）。 完成計(jì)數(shù)器此頁(yè)的參數(shù)設(shè)置后點(diǎn)擊“Next”按鈕，進(jìn)入計(jì)數(shù)器參數(shù)設(shè)置的“MegaWizard PlugIn Manager –LPM_COUNTER[page 3 of 4]”對(duì)話框頁(yè)面。此頁(yè)面用于為計(jì)數(shù)器添加同步或異步輸入控制端，如“Clear”（清除）、“Load”（預(yù)置）等。點(diǎn)擊“Next”按鈕，進(jìn)入計(jì)數(shù)器參數(shù)設(shè)置的“MegaWizard PlugIn Manager –LPM_COUNTER[page 4 of 4]”對(duì)話框頁(yè)面，這是計(jì)數(shù)器參數(shù)設(shè)置的最后一個(gè)頁(yè)面，主要用于選擇生成計(jì)數(shù)器的輸出文件，如VHDL的文本文件“”、圖形符號(hào)文件“”等。至此，計(jì)數(shù)器參數(shù)設(shè)置完成，用鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊點(diǎn)擊“Finish”按鈕結(jié)束設(shè)置。2. 建立存儲(chǔ)器初值設(shè)定文件 為了將數(shù)據(jù)裝入ROM中，在加入并設(shè)置ROM之前，應(yīng)首先建立一個(gè)存儲(chǔ)器初值設(shè)定文件（）。 ① 在Quartus II集成環(huán)境下，執(zhí)行“File”菜單的“New”命令，打開一個(gè)新的“Memory initialization file”（存儲(chǔ)器初值設(shè)定文件）編輯窗口，在彈出的存儲(chǔ)器參數(shù)設(shè)置對(duì)話框中輸入存儲(chǔ)器的字?jǐn)?shù)（Number of words）為256，字長(zhǎng)（Word size）為8位。② 存儲(chǔ)器的參數(shù)設(shè)置結(jié)束后點(diǎn)擊“OK”按鈕，彈出存儲(chǔ)器初值設(shè)定文件的界面，（）保存在工程目錄中。在存儲(chǔ)器初值設(shè)定文件的界面中，執(zhí)行Address Radix項(xiàng)則可對(duì)存儲(chǔ)器的地址基數(shù)進(jìn)行選擇，地址有Binary、Decimal、Octal和Hexadecimal等4種基數(shù)數(shù)制選擇。執(zhí)行Memory Radix項(xiàng)則可對(duì)存儲(chǔ)器單元中的數(shù)據(jù)基數(shù)進(jìn)行設(shè)置，存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)有Binary、Hexadecimal、Octal、Signed Decimal和Unsigned Decimal等5種基數(shù)選擇。 ③ 將數(shù)據(jù)加入存儲(chǔ)器初值設(shè)定文件中。新建的存儲(chǔ)器初值設(shè)定文件中的數(shù)據(jù)全部為0，在存儲(chǔ)器初值設(shè)定文件的界面可以直接輸入每個(gè)存儲(chǔ)器字的數(shù)據(jù)，也可以用鼠標(biāo)點(diǎn)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)輸入。 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(xiàng)，在彈出“Custom Fill Cells”對(duì)話框的“Starting address”欄目?jī)?nèi)輸入起始地址（如00），在“Ending address”欄目?jī)?nèi)輸入結(jié)束地址（如ff）；將“Incrementing/Decrementing”選中后，在“Starting Value”欄目中輸入起始值（如0），在“Increment by”（或Decrement by）欄目中輸入增加（或減少）值（如2）。完成上述操作后點(diǎn)擊“OK”按鈕。數(shù)據(jù)填充的結(jié)果為：從00地址開始到ff地址結(jié)束，數(shù)據(jù)由00值開始存儲(chǔ)于00地址單元，并將此值遞增2后填入下一個(gè)存儲(chǔ)單元；當(dāng)遞增的值大于8位二進(jìn)制數(shù)的最大值（即255）后，數(shù)據(jù)又從00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(chǔ)器初始數(shù)據(jù)實(shí)際是一個(gè)鋸齒波發(fā)生器的數(shù)據(jù)。 3. 加入只讀存儲(chǔ)器ROM元件 用鼠標(biāo)雙擊原理圖編輯窗，在彈出的元件選擇窗的“Libraries”欄目中選擇“storage”的“l(fā)pm_rom”（只讀存儲(chǔ)器ROM）LPM元件。用鼠標(biāo)點(diǎn)擊“OK”按鈕后彈出“MegaWizard PlugIn Manager[page 2c]”對(duì)話框頁(yè)面。