Quartus Ⅱ 7.2 简介

1、第章Quartus 7.2简介第3章Quartus 7.2 简介3.1 Quartus7.2 的设计步骤的设计步骤3.2 Quartus7.2 的安装的安装 3.3 Quartus7.2 的结构和工作环境的结构和工作环境 第章Quartus 7.2简介 3.1 Quartus7.2的设计步骤的设计步骤Quartus是基于项目的EDA设计平台，使用Quartus软件进行数字电路设计的过程包括新建项目、设计描述、设计输入、设计编译、功能仿真验证、时序仿真验证、器件编程和系统验证等几个步骤，如图3.1所示。其中前六个步骤不需要硬件支持，在一台计算机上即可完成。如果在设计过程的任何一步发现设计缺陷，都

2、可以很方便地修改，重新进行编译仿真。通过时序仿真验证，设计者能发现许多直接在硬件上难以发现的问题，极大地提高了产品的可靠性。第章Quartus 7.2简介图3.1 使用Quartus的设计过程第章Quartus 7.2简介新建项目就是建立新的工程。Quartus软件将工程信息存储在Quartus工程配置文件(.quartus)中，它包含有关Quartus工程的所有信息，如设计文件、波形文件、SignalTap文件、内存初始化文件以及构成工程的编译器、仿真器和软件构建设置。可以使用New Project Wizard(File菜单)，建立新工程并指定目标器件或器件系列。第章Quartus 7.2

3、简介设计输入过程由Quartus的设计输入部分完成，用户可以采用原理图文件(*.bdf)方式、硬件描述语言文件 (*.vhd、*.v)方式和第三方EDA工具生成的设计网表文件(*.edn、*.edf、*.xnf)方式等。这些设计输入方式各有特点，原理图文件或时序波形文件具有直观、方便的优点，常用来对简单的逻辑结构进行描述；对于复杂的系统设计，通常采用AHDL或VHDL或Verilog HDL等硬件描述语言文件进行输入。在设计输入过程中，还可以使用 Assignment Editor、Settings 对话框(Assignments 菜单)、Floorplan Editor或LogicLock功

4、能指定初始设计的约束条件。第章Quartus 7.2简介设计编译过程主要由Quartus系统中的设计编译模块完成。系统编译模块自动对设计实体进行网表提取、数据库建立、逻辑综合、模块划分、器件适配、时间SNF提取和装配操作，并生成相应的报告文件 (*.rpt)、时序信息文件(*.snf)和器件编程文件(*.pof、*.sol、*.jed)，以供分析、仿真和器件编程使用，同时完成初步的时序分析工作。第章Quartus 7.2简介设计校验过程由Quartus系统中的波形编辑器、仿真模块和时间分析模块完成。其中仿真模块提供功能仿真和时序仿真两种仿真模式。功能仿真是在不考虑器件延时的情况下，对设计项目进

5、行的模拟项目验证方法，又称前仿真。通过功能仿真能验证设计逻辑的正确性。时序仿真是在考虑设计项目的具体适配器件的各种延时的情况下，对设计项目进行的模拟项目验证方法，又称后仿真。时序仿真真正模拟实际器件工作的时序波形。在编程前必须对器件进行全面的检测，分析在最坏条件下器件的运行情况，以确保器件的稳定工作。第章Quartus 7.2简介当一切都符合要求时，就可以使用编程文件、Programmer 和 Altera 硬件编程器对器件进行编程；或将编程文件转换为其他文件格式，以供嵌入式处理器等其他系统使用。在设计过程中，还可以使用SignalTap Logic Analyzer、SignalProbe功

6、能或Chip Editor对设计进行调试，使用Chip Editor、Resource Property Editor和Change Manager进行工程更改管理。第章Quartus 7.2简介 3.2 Quartus7.2的安装的安装3.2.1 Quartus7.2的版本分类的版本分类Quartus7.2订购版可以从Altera的代理商或者网站上购买，它可用于系统级设计、嵌入式软件编程、FPGA和CPLD设计、综合、布局布线、验证以及器件编程。Quartus7.2订购版支持Altera的最新器件系列。Quartus7.2网络版是免费版本，可以从Altera公司的官方网站()上下载，由于是免

7、费的版本，因此相对于订购版，在功能上作了一些限制，仅对流行的Cyclone、Cyclone、MAX 、Stratix、Stratix、Excalibur、APEX、APEX20KE、FLEX 10KE、FLEX10KA、FLEX10K、ACEX1K、FLEX 6000、MAX7000B、MAX7000AE、MAX7000S和MAX3000A器件提供入门级支持。第章Quartus 7.2简介3.2.2 Quartus7.2的安装要求的安装要求安装Quartus7.2网络版软件所要求的系统最小配置如下。(1) Pentium PC 400 MHz或者更快主频的CPU。(2) Microsoft W

8、indows XP或者Windows 2000操作系统。(3) 具有以下一个或多个硬件端口： 使用USB-Blaster或者MasterBlaster通信电缆的USB端口(仅对Windows 2000和Windows XP)；第章Quartus 7.2简介 使用EthernetBlaster通信电缆的以太网端口； 使用ByteBlaster、ByteBlasterMV或者ByteBlaster并口下载电缆的并行端口； 使用MasterBlaster通信电缆的串行端口。由于采用了先进的布局布线算法，因此Quartus7.2软件对存储器的要求相对是较低的。表3.1描述了编译Stratix L系列F

9、PGA所需的存储器容量，表3.2描述了编译Cyclone 系列FPGA所需的存储器容量。第章Quartus 7.2简介器件WindowsUnix/Linux32位64位32位64位典型最大典型最大典型最大典型最大EP3S501.0 GB1.5 GB1.5 GB2.0 GB1.0 GB1.5 GB1.5 GB2.0 GBEP3S701.0 GB1.5 GB1.5 GB2.0 GB1.0 GB1.5 GB1.5 GB2.0 GBEP3S1101.5 GB2.0 GB2.0 GB3.0 GB1.5 GB2.0 GB2.0 GB3.0 GBEP3S1501.5 GB2.0 GB2.0 GB3.0 GB

10、1.5 GB2.0 GB2.0 GB3.0 GBEP3S2002.0 GB3.0 GB3.0 GB4.0 GB2.0 GB3.0 GB3.0 GB4.0 GBEP3S2603.0 GB4.0 GB4.0 GB6.0 GB3.0 GB4.0 GB4.0 GB6.0 GBEP3S3403.5 GB4.0 GB5.0 GB8.0 GB3.5 GB4.0 GB5.0 GB8.0 GB表表3.1 编译编译Stratix L系列系列FPGA所需的存储器容量所需的存储器容量第章Quartus 7.2简介表表3.2 编译编译Cyclone 系列系列FPGA所需的存储器容量所需的存储器容量器件WindowsUn

11、ix/Linux32位64位32位64位典型最大典型最大典型最大典型最大EP3C5256 MB384 MB384 MB512 MB256 MB384 MB384 MB512 MBEP3C10256 MB384 MB384 MB512 MB256 MB384 MB384 MB512 MBEP3C16256 MB384 MB384 MB512 MB256 MB384 MB384 MB512 MBEP3C25384 MB512 MB512 MB768 MB384 MB512 MB512 MB768 MBEP3C40512 MB768 MB512 MB1.0 GB512 MB768 MB512 MB1

12、.0 GBEP3C55768 MB1.0 GB1.0 GB1.5 GB768 MB1.0 GB1.0 GB1.5 GBEP3C80768 MB1.0 GB1.0 GB1.5 GB768 MB1.0 GB1.0 GB1.5 GBEP3C1201.0 GB1.5 GB1.5 GB2.0 GB1.0 GB1.5 GB1.5 GB2.0 GB第章Quartus 7.2简介Quartus7.2支持一个物理封装中的多个处理器内核(例如，Intel Core 2 Duo处理器系列)和一台计算机中的多个处理器(例如，Intel Dual Core计算机)硬件配置的并行处理，可实现多个处理器对单个设计的编译，编

13、译时间可以缩短20%。3.2.3 Quartus7.2的安装过程的安装过程下面以Quartus7.2在Windows 2000操作系统上的安装方法为例进行介绍。(1) 插入Quartus7.2安装光盘，打开光盘目录，双击“Setup.exe”图标，启动Quartus7.2的安装进程，打开如图3.2所示的“Quartus7.2 Setup”窗口，显示欢迎信息。第章Quartus 7.2简介图3.2 “Quartus7.2 Setup”窗口第章Quartus 7.2简介(2) 单击“Quartus7.2 Setup”窗口中的“Next”按钮，打开如图3.3所示的“Quartus7.2 Setup”

14、窗口，显示软件安装协议。(3) 仔细阅读协议内容，确认后，选择“I accept the terms of the license agreement”单选项，然后单击“Next”按钮，打开如图3.4所示的“Quartus 7.2 Setup”窗口，显示用户信息设置界面。(4) 在“User Name”编辑框内输入用户的姓名，在“Company Name”编辑框内输入所在公司或者开发团队的名称，单击“Next”按钮，打开如图3.5所示的“Quartus7.2 Setup”窗口，显示安装路径设置界面。第章Quartus 7.2简介图3.3 “Quartus7.2 Setup”窗口显示的软件安装协

15、议第章Quartus 7.2简介图3.4 “Quartus II 7.2 Setup”窗口显示的用户信息设置界面第章Quartus 7.2简介图3.5 “Quartus7.2 Setup”窗口显示的安装路径设置界面第章Quartus 7.2简介(5) 单击“Browse”按钮，打开如图3.6所示的“Choose Folder”对话框。图3.6 “Choose Folder”对话框第章Quartus 7.2简介(6) 在“Choose Folder”对话框中的“Directories”树形列表中选择一个已存在的文件夹，作为安装文件夹，或者直接在“Path”编辑框内输入安装路径，然后单击“确定”按

16、钮，关闭“Choose Folder”对话框。单击安装路径设置界面中的“Next”按钮，打开如图3.7所示的“Quartus7.2 Setup”窗口，显示程序文件夹设置界面。程序文件夹设置界面用于设置Quartus7.2的启动快捷命令图标在桌面上的“开始”“程序”菜单中的位置，建议采用默认的设置。第章Quartus 7.2简介图3.7 “Quartus7.2 Setup”窗口显示的程序文件夹设置界面第章Quartus 7.2简介(7) 单击“Next”按钮，打开如图3.8所示的“Quartus7.2 Setup”窗口，显示安装类型选择界面。“Quartus7.2 Setup”窗口显示的安装类型

17、选择界面提供了两种安装类型：“Complete”类型即完全安装类型，该类型会安装Quartus7.2提供的所有安装组件，所需的磁盘空间最大，磁盘空间充足的用户可以选择此类安装类型；“Custom”类型是用户自定义类型，选择该类型后，用户可以有选择地安装，减小对磁盘空间的占用，适合磁盘空间有限的用户选择。第章Quartus 7.2简介(8) 选择“Custom”单选项，单击“Next”按钮，打开如图3.9所示的“Quartus7.2 Setup”窗口，显示安装组件选择界面。(9) 在安装组件选择界面中左侧的组件列表中勾选需要安装的组件，主要是对器件的支持，在列表下方将会同时计算安装所需的磁盘空间

18、。选择完成后，单击“Next”按钮，打开如图3.10所示的“Quartus7.2 Setup”窗口，显示安装文件拷贝界面。(10) 检查安装文件拷贝界面中的安装信息，确认后，单击“Next”按钮，显示如图3.11所示的安装背景，弹出如图3.12所示的“Quartus7.2 Setup”进度条，开始复制安装文件。第章Quartus 7.2简介图3.9 “Quartus7.2 Setup”窗口显示的安装组件选择界面第章Quartus 7.2简介图3.10 “Quartus7.2 Setup”窗口显示的安装文件拷贝界面第章Quartus 7.2简介图3.11 安装背景第章Quartus 7.2简介图

19、3.12 “Quartus7.2 Setup”进度条第章Quartus 7.2简介(11) 文件复制完毕后，系统弹出如图3.13所示的信息栏，表示开始安装注册表项和编程器的驱动程序。图3.13 信息栏第章Quartus 7.2简介(12) 注册表和驱动程序安装完毕后，弹出如图3.14所示的“Question”消息框，询问用户是否创建桌面快捷方式，单击“是(Y)”按钮，创建桌面快捷图标。图3.14 “Question”消息框第章Quartus 7.2简介(13) 桌面快捷图标创建完成后，弹出如图3.15所示的“Quartus TalkBack”对话框。该对话框提示用户是否开启Quartus的消息

20、反馈功能，如果开启该功能，则运行Quartus软件时，该软件会向Altera公司发送一些信息，用于Altera公司统计产品的使用情况，便于改进产品。第章Quartus 7.2简介图3.15 “Quartus TalkBack”对话框第章Quartus 7.2简介(14) 根据需要设定“Turn on the Quartus software TalkBack feature”选项的勾选状态，单击“确定”按钮。完成安装后弹出如图3.16所示的“Quartus7.2 Setup”窗口，显示安装完成信息界面。(15) 单击“Finish”按钮，即可结束安装。第章Quartus 7.2简介图3.16

21、“Quartus7.2 Setup”窗口显示的安装完成信息界面第章Quartus 7.2简介3.2.4 第一次运行第一次运行Quartus7.2Quartus7.2订购版安装完毕后，插入硬件狗和授权码才能正常运行，其操作过程如下：单击桌面的快捷图标或者选择“开始”“程序”“Altera” “Quartus 7.2” “Quartus7.2(32-bit)”命令，即可启动Quartus7.2软件。第一次启动Quartus7.2软件时，会弹出如图3.17所示的“Look & Feel”对话框，供用户选择界面形式。第章Quartus 7.2简介图3.17 “Look & Feel”对

22、话框熟悉MAX+PLUS的用户可以选择“MAX+PLUS”单选项，此时Quartus的操作方式与MAX+PLUS完全相同。习惯于Quartus7.2的用户，可以选择“Quartus”单选项，然后单击“OK”按钮，即可进入Quartus的界面。第章Quartus 7.2简介 3.3 Quartus7.2的结构和工作环境的结构和工作环境3.3.1 Quartus7.2的结构的结构按照设计过程，Quartus7.2的结构由“设计输入”、“综合、布局布线和时序分析”、“仿真”和“器件编程”四大部分以及一些扩展开发功能组成，如图3.18所示。第章Quartus 7.2简介图3.18 Quartus7.2

23、的结构第章Quartus 7.2简介(1) “设计输入”部分由文本编辑器，图形、符号图元编辑器，Mega插件管理器，设置编辑器和平面布置编辑器组成。这些模块可以单独使用，也可以组合起来使用，以达到设计输入的目的。(2) “综合、布局布线和时序分析”部分主要由分析、综合模块，HDL语言编译器，布局器，时序分析模块和报告窗口构成。这些模块都属于一个模块化的编译器，用户可以一次完成基本的编译分析布局过程。第章Quartus 7.2简介(3) “仿真”部分由仿真模块和波形编辑模块组成。利用仿真模块可实现仿真功能，利用波形编辑模块可实现仿真波形的输入和仿真报告的显示功能。(4) “器件编程”部分由汇编模

24、块和编程器等构成。汇编模块生成下载用的设计文件，编程器使用各类编程电缆，通过JTAG接口将设计文件下载到芯片内部。第章Quartus 7.2简介3.3.2 Quartus7.2的工作环境的工作环境Quartus7.2中所有的功能全部集中在如图3.19所示的可视化操作环境“Quartus 7.2”窗口中。“Quartus7.2”操作界面由菜单栏、工作区、快捷工具栏、项目导航视图、工作状态视图和消息视图构成。“Quartus7.2”中的菜单栏由“File”、“Edit”、“View”、“Project”、“Assignments”“Processing”、“Tools”、“Window”和“Hel

25、p”菜单构成，其中“Assignments”菜单如图3.20所示。第章Quartus 7.2简介图3.19 “Quartus7.2”界面第章Quartus 7.2简介图3.20 “Assignments”菜单第章Quartus 7.2简介“Assignments”菜单中包含器件设置、引脚设置、时序分析设置等设置命令，Quartus7.2将有关软件的设置功能都集中在如图3.21所示的“Settings”对话框中实现。用户在左侧的树形列表中选择需要设置参数的类别，在右侧的设置界面中进行设置。当需要设置设计项目的输入/输出引脚与器件物理引脚之间的关系时，可以用“Pins”命令，打开如图3.22所示的

26、“Pin Plan”窗口，设置引脚。第章Quartus 7.2简介图3.21 “Settings”对话框第章Quartus 7.2简介图3.22 “Pin Plan”窗口第章Quartus 7.2简介“Processing”菜单如图3.23所示，用户在该菜单中可以完成项目的编译和仿真过程。图3.23 “Processing”菜单第章Quartus 7.2简介当选择“Compiler Tool”命令时，将打开如图3.24所示的“Compiler Tool”窗口。该窗口详细罗列了“Analysis & Synthesis”(分析综合)、“Fitter”(布局)、“Assembler”(汇编

27、)和“Classic Timing Analyzer”(时序分析)四大模块功能，每个模块下各有4个快捷工具按钮，功能如下。第章Quartus 7.2简介图3.24 “Compiler Tool”窗口第章Quartus 7.2简介(1) “Analysis & Synthesis”模块：表示运行分析和综合模块；表示打开分析和综合模块设置对话框，设置分析和综合选项；表示查看分析和综合结果报告；表示显示设计的顶层结构图。(2) “Fitter”模块：表示运行布局模块；表示打开布局模块设置对话框，设置布局模块选项；表示显示布局结果报告；表示打开如图3.25所示的“Chip Planner”窗口

28、，用户可以在该窗口内进行布局手动调整。第章Quartus 7.2简介图3.25 “Chip Planner”窗口第章Quartus 7.2简介(3) “Assembler”模块：表示运行汇编模块；表示打开“Device and Pin Option”对话框，设置器件和引脚的汇编选项；表示显示汇编结果报告；表示打开如图3.26所示的编程窗口，用户可以在该窗口内将生成的文件下载到器件。第章Quartus 7.2简介(4) “Classic Timing Analyzer”模块：表示运行时序分析；表示打开时序分析设置对话框，设置时序分析选项；表示显示时序分析结果报告；表示显示时序分析结果摘要。单击“

29、Start”按钮即可依次执行所有的模块，单击“Report”按钮可显示如图3.27所示的“Compilation Report”窗口。用户可以在该窗口中查看所有的编译结果报告。第章Quartus 7.2简介图3.27 “Compilation Report”窗口第章Quartus 7.2简介“Tools”菜单如图3.28所示，该菜单中包含大部分的辅助设计工具。图3.28 “Tools”菜单第章Quartus 7.2简介选择“Tools”菜单中的“Advisors”菜单，将弹出如图3.29所示的子菜单，其中的命令可以打开相应的“Advisor”，用来显示Quartus7.2对设计的一些建议，有利于使用者提高设计水平。如图3.30所示的就是“Resource Optimi