EDA实验指导例程(2023年96)-图文

EDA实验指导例程(2023-9-16)_图文(精)

电子设计自动化(EDA试验指导例程(验证版2023-8STARTtaiyoucai@EmbarkonEmbeddedLifeEDA技术是一门实践性很强的学科,要培育出具有竞争力的一流IC设计人才,动手力量是关键。只有通过理论学习,加上现场试验,在使用软件编程加硬件调试的过程中真正获得熬炼,增长技能。

本试验指导手册(例程本着培育学生动手力量为动身点,理论学习与实践教学相结合,到达学以实践,在实践中丰富学习,在实践中升华学习,到达本课程的教学目标。

前言(2名目(31QuartusII软件图形用户介绍(11.1软件构成及特点(11.2软件界面介绍(22基于QuartusII的根本设计流程(32.1建立工程及相关文件(42.2编译前设置(112.3全程编译(142.4仿真(16

2.5RTL电路观看(此项可以略过(222.6引脚锁定(232.7程序下载(252.8验证结果(263层次构造的设计方法(273.1半加器的原理:(只考虑输出及高位进位(273.2全加器原理:(可由半加器构成(284原理图输入设计及层次构造设计方法(305QuartusII帮助工具RTLViewer使用方法(365.1RTLViewer(365.2TechnologyMapViewer(37

1QuartusII软件图形用户介绍1.1软件构成及特点QuartusII是Altera公司推出的CPLD/FPGA开发工具,QuartusII供应了完全集成且与电路构造无关的开发包环境,具有数字规律设计的全部特性。

QuartusII能够完成EDA开发的全部流程,也就是设计输入、编译综合、适配、下载以及仿真。对于设计者来说首先重要的工作是设计输入。

图1.1-1QuartusII设计流程设计输入主要有图形化的设计输入、基于HDL语言的文本输入。这里首先要了解三种文件“.vhd”,“.bdf”,“.bsf”,他是不同设计输入产生的不同文件。

图1.1-2不同的设计输入文件

1.2软件界面介绍QuartusII界面分为五个大的局部如【图1.2-1QuartusII软件的图像用户界面】。QuartusII5.0与QuartusII6.0根本是全都的,操作几乎完全一样。这里以QuartusII6.0为例介绍。

便捷工具条工作区工程导航区状态区信息区图1.2-1QuartusII软件的图像用户界面工作区是设计输入的主要空间。通过执行菜单【File】-gt;【

New】可以观察设计输入的主要文件类型。

图1.2-2建立各种设计输入文件

2基于QuartusII的根本设计流程利用硬件描述语言完成电路设计后需借助EDA工具来完成综合、适配、仿真、下载,直至在FPGA上完成硬件测试。

QuartusII软件根本设计流程如下:

QuartusII软件根本设计流程下面以多路选择器的为例介绍QuartusII的根本设计流程:留意:设计试验过程中要严格遵守试验规章,仔细阅读留意事项。

1.试验留意事项(1严禁带电插拔“JTAG”下载电缆!为了安全地使用下载电缆,防止损坏下载电缆中的器件和计算机主板的并口,应在EDA试验箱断电的状况下,插入或拔出下载电缆。

(2严格遵守先关电,后插线或移动导线(不带电插拔。

(3试验时应检查全部连线是否正确,确保连线没有短路等状况后,实验箱再上电。

(4严禁用手触摸试验箱的芯片等。

(5严格根据试验流程做本节试验课要求的试验,制止私自做其它试验或事情。

2.其它留意事项:(1试验开头前应检查试验箱是否正常。

(2有特别、器件缺失应马上报告。

(3记录试验箱信息(试验箱编号,确保下次使用时不混淆。

(4试验过程遵守试验纪律,制止私自外出或做其它事情。

(5各组位置固定,试验完毕本组负责整理试验箱,确保完好无损。

(6保存好试验记录、数据、工程设计文件等,以备后续试验使用。

2.1建立工程及相关文件1.双击桌面QuartusII图标启动软件。

图2.1-1QuartusII软件界面2.执行【File】-gt;【New】菜单,建立VHDL文本文件。

图2.1-2建立设计文件

图2.1-3新建立的VHD文件3.输入设计程序。(这里输入二选一选择器程序为例

图2.1-4输入VHDL文本4.保存设计文件。这里先建立工作名目文件夹【EDA-EXE】然后是工程文件夹【mux21a】,并将VHDLfile命名为mux21a,保存。即此文件保存的路径是E:\EDA-EXE\mux21a\mux21a.vhd。

图2.1-5建立工作名目

图2.1-6建立工程名目

图2.1-7vhd文件名字

图2.1-8提示建立工程5.消失建立工程的提示选择【yes】。通过新建工程的介绍可以了解【NewProjectWizard】的功能。

图2.1-9创立工程的介绍6.点击【Next】输入工程名目、工程名称、工程顶层实体的名称。(在此例如使用软件依据“.vhd”文件自动提取的名称。

图2.1-10设置工程信息

7.点击【Next】添加文件,这里mux21a.vhd已经自动参加。

图2.1-11添加文件到工程8.点击Next设置目标器件的信息。(这里是EDA试验箱的器件型号

图2.1-12目标器件信息

9.点击【Next】,设置EDA工具信息,这里使用QuartusII自带的工具,所以此步略过。

图2.1-13设置工具信息10.点击【Next】,显示工程设置的相关信息。再点击【Next】,完成工程设置及创立。

图2.1-14完成工程创立及相关信息集合

图2.1-15创立完毕的工程2.2编译前设置1.在编译前相关的设置通过执行菜单【Assignments】-gt;【Settings】实现。此前建立工程过程中的设置可以在这里修改。设置的第一步是选择目标芯片。

图2.2-1【Assignment】-gt;【Setting】设置工程

2.选择配置器件的工作方式。单击【Deviceamp;PinOptions】,在【General】

页选中【Auto-reconfigurationaftererror】,是FPGA配置失败后自动重新配置。

图2.2-22选择配置器件的工作方式3.选择配置器件和配置方式。计算机对FPGA的直接配置方式为JTAG方式,因此选择被动模式,配置器件自动。

图2.2-33.选择配置器件和配置方式4.选择输出设置(此项在此略过。选择【ProgrammingFiles】页选中【HexdecimalOutputFile】,即在生成下载文件的同时产生二进制配置文件,用于单片机或CPLD与EPROM构成的FPGA配置电路系统。

(ijq/jq/(iq/q分子是地区j的产业i占该地区全部产业总值的份额,分母是产业i占全国全部产业总值的份额。我们可以依据区位熵筛选出各地具有比拟优势的产业,假如一个地区某行业区位熵大于l,说明该行业在该市制造业总产值比例高于全国该行业在全国制造业总产值中所占的比例,说明该行业是该地区的相对优势产业,区位熵越大,说明产业集群效应越明显。(见下表1表1苏州市15个制造业2023-2023年的区位熵系数主要行业2023202320232023平均值

食品工业1.2860561.1724951.0417810.8828151.095787纺织工业1.2755121.1404221.6186441.6064341.410253服装、鞋、帽制造业0.7328270.6822501.3009911.5498381.066477造纸及纸制造业0.9086790.8227101.0949461.1911431.004370化学原料及制品制造业0.6885540.6119190.7395590.7129930.688256医药制造业0.3857150.3669850.3727760.3284920.363492化纤、橡胶、塑料工业0.8486040.8056201.1198601.2655801.009916非金属矿物制造业0.3489510.3207500.4001090.3560090.356455黑色金属冶炼及压延工业0.6867240.7075590.8164800.8982780.777260有色金属冶炼及压延工业0.6323580.5602130.6272150.6164190.609051金属制品工业0.7546700.7028520.6929270.6924460.710724通用、专用、交通运输设备制造业0.4251460.4166280.5503690.5675060.489912电气机械及器材制造业0.7554410.7553170.9144960.9160210.835319通信设备、计算机及其他电子设备制造业2.0064602.3916012.5276642.5057322.357864仪器仪表及文化办公用机械制造业1.6872181.7512172.1558802.2384871.958201数据来源:《苏州统计年鉴》2023,中国统计出版社《苏州统计年鉴》2023,中国统计出版社《苏州统计年鉴》2023,中国统计出版社《苏州统计年鉴》2023,中国统计出版社《中国统计年鉴》2023,中国统计出版社依据计算结果大致可以将以上15个产业分为三组:第一组(2023-2023年区位熵系数全部大于1且平均值大于1纺织产业、通信设备计算机及其他电子设备制造业、仪器仪表及文化办公用机械制造业,产业集群现象明显;其次组(2023-2023年区

位熵系数全部小于1且平均值小于1化学原料及制品制造、医药制造业、非金属矿物制造业、黑色金属冶炼及延压工业、有色金属冶炼及延压工业、金属制品业、通用专用交通运输设备制造业、电器机械及器材制造业,没有产业集群现象;第三组(2023-2023年区位熵系数有的大于1有的小于1但平均值大于1食品工业、服装鞋帽制造业、造纸及纸制造业、化纤橡胶塑料工业,虽然系数不太全都,但大局部大于1且平均值大于1,因此可以认为存在产业集群现象。

(三产业集群的特色分析表2苏州产业集群分布状况表主要产业集群产业链环节分布地区主要产品电子信息计算机及外部设备、电子元器件、电子根底材料昆山吴江笔记本电脑、彩色液晶显示

器、电脑主机板、鼠标器、通讯光缆、彩色电视机、数码相机、集成电路、新型电子元器件丝绸纺织缫丝、纺丝、织造、印染、织物深加工、服装服饰吴江盛泽张家港文件、器件目标文件等。选择【Processing】-gt;【StartCompilation】执行编译(快捷键为Ctrl+L。

图2.3-1编译工程2.执行完毕会呈现编译状态。依据错误提示修改原代码。

服装设备制造、服装加工、服装配饰以及辅料的生产、服装设计常熟羽绒服、裤子、西装、时装、

鞋袜、床上用品光电缆

光通信系统的下游终端

修改后编译胜利如下。

塑料、铜机械设备零配件

汽车、摩托车、自行车零部件装配昆山太仓陆渡电机、电动车充电器、掌握器、车架缝纫机模具加工制作、铸造、热处理、零件粗加工和精加

2.设置仿真时间区域。将仿真时间设置在一个合理的区域上。执行菜单【Edit】-gt;【EndTime】,键入10,单位为us(即设置仿真区域为10us。

图2.4-3设置仿真时间区域留意:仿真时间范围为0~10us,所以在波形编辑文件里时间轴范围应当在0-10us之间,通过点击按钮后在波形图里点击,鼠标右键点击时间轴变宽,左键时间轴变窄。

3.输入信号结点。执行【View】-gt;【UtilityWindows】-gt;【NodeFinder】。

Filter选择Pin:all,执行list命令列出全部引脚信号,将相关引脚信号拖到波形文件的信号栏上。

图2.4-4使用NodeFinder

图2.4-5NodeFinder界面

图2.4-6选中a、b、s、y,把引脚信号拖入波形图的信号栏4.编辑输入波形如【图2.4-7编辑输入波形】,这就是仿真使用的鼓励信号。(下面二页介绍波形编辑器使用

图2.4-7编辑输入波形

工具栏波形栏信号栏图2.4-8波形编辑器介绍如【图2.4-8波形编辑器介绍】介绍了波形编辑器构成,在仿真编辑窗口的工具栏中列出了各种功能选择按钮,主要用于绘制、编辑波形,给输入信号赋值。详细功能如下::在波形文件中添加解释;:修改信号的波形值,把选定区域的波形更改成原值的相反值;:全屏显示波形文件;:放大、缩小波形;:在波形文件信号栏中查找信号名,可以快捷找到待观看信号;:将某个波形替换为另一个波形;:给选定信号赋原值的反值;:输入任意固定的值;:输入随机值:给选定的信号赋值,X表示不定态,0表示赋0,1表示赋1,Z表示高阻态,W表示弱信号,L表示低电平,H表示高电平,DC表示不赋值。

:设置时钟信号的波形参数,先选中需要赋值的信号,然后鼠标右键点击此图标弹出Clock对话框,在此对话框中可以设置输入时钟信号的起始时间(StartTime、完毕时间(EndTime、时钟脉冲周期(Period,相位偏置(Offset以及占空比。

:给信号赋计数