《EDA技术入门与提高》课件-第5章

第5章文本输入设计方法5.1文本输入界面5.2用VHDL实现8位加法器设计

5.1文本输入界面

新建一个文本文件，即可开启如图5.1所示的文本编辑界面，在该界面中可以输入、编辑、查看各种文本文件，包括使用VHDL描述的电路设计文件“*.vhd”、使用VerilogHDL描述的设计文件“*.v”、使用AHDL描述的电路设计文件“*.tdf”以及其他的ASCII码文本文件。

文本编辑界面对于HDL输入文件提供了语法辅助功能。在文本编辑界面中能使用不同的颜色显示HDL的关键字，同时还对进行自动缩排输入的HDL文本提供了HDL模板“Template”，方便HDL的输入和编辑。图5.1文本编辑界面5.2用VHDL实现8位加法器设计

本节将以一个简单的8位加法器的设计实例来介绍通过文本输入方式使用VHDL进行设计的步骤。由于本章的主要目的是介绍Quartus Ⅱ7.2中的文本输入设计方法，因此并没有涉及VHDL的细节，有关VHDL的详细内容将在第6章介绍。

(1)打开Quartus Ⅱ7.2 ，选择主菜单的“File”→“NewProjectWizard”命令，打开“NewProjectWizard”对话框。

(2)在“NewProjectWizard”对话框中设置项目名称为“unsigned_adder”，然后单击“Finish”按钮，新建一个名称为“adder”的项目。

(3)单击新建文件工具按钮，打开如图5.2所示的

“New”对话框。图5.2“New”对话框

(4)在“New”对话框中的“DeviceDesignFiles”选项卡内选择“VHDLFile”选项，单击“OK”按钮，新建一个默认名称为“VHDL1.vhd”的VHDL文件。

(5)单击工具栏中的保存按钮，打开如图5.3所示的“另存为”对话框，在“文件名编辑框内输入“adder.vhd”，单击“保存”按钮，将该文本文件保存为“unsigned_adder.vhd”文件。图5.3“另存为”对话框

(6)单击“adder.vhd”文件窗口左侧的工具条中的插入模板工具按钮，或者选择“Edit”→“InsertTemplate”命令，打开如图5.4所示的“InsertTemplate”对话框。

(7)在“InsertTemplate”对话框中的“Languagetemplates”树形列表中选择“VHDL”→“FullDesigns”→“Arithmetics”→“Adders”→“Unsignedadders”项，在右侧的“Preview”窗口中将显示无符号加法器的VHDL完整设计文本。图5.4“InsertTemplate”对话框

(8)单击“Insert”按钮，将如下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代码由3部分组成，分别是“LIBRARY”库文件说明部分、“ENTITY”实体说明部分和“ARCHITECTURE”结构描述部分。

①“LIBRARY”库文件部分描述文件中引用的库文件。在上述的实例中通过“LIBRARY”关键字引用了“IEEE”库，并通过“USE”关键字使用了该库中的STD_LOGIC_1164和NUMERIC_STD标准程序包。

②“ENTITY”实体说明部分由“ENTITY”关键字引导，结束于“ENDENTITY；”语句。该部分定义设计实体与使用设计实体的环境之间的端口。③“ARCHITECTURE”结构体描述部分由“ARCHITECTURE”关键字引导，结束于“ENDrtl;”语句。该部分定义设计实体的体，指定设计实体输入和输出之间的关系，可以采用结构、数据流或行为的形式进行描述，上述的加法器的实例中采用的就是行为描述方法。

(9)单击工具栏中的保存按钮，保存“unsigned_

adder.vhd”文件。

(10)选择“Assignment”→“Device”命令，打开“Settings”对话框。

(11)在“Settings”对话框中的“DeviceFamily”下拉列表栏中选择“FLEX10K”系列，然后在“AvailableDevice”列表中选择具体芯片型号“EPF10K10LC84-3”，单击“OK”按钮。

(12)选择“Processing”→“StartCompilation”命令或者直接单击开始编译工具按钮，启动编译过程。

(13)编译结束后，系统弹出“Quartus Ⅱ”消息框，提示编译完成，同时显示如图5.5所示的编译报告，单击消息框中的“确定”按钮，关闭该消息框。图5.5编译报告

(14)单击新建工具按钮，打开“New”对话框。在“OtherFiles”选项卡中选择“VectorWaveformFile”选项，单击“OK”按钮，新建一个波形文件。

(15)选择“Edit”→“InsertNodeorBus”命令，打开“InsertNodeorBus”对话框，单击“NodeFinder”按钮，打开“NodeFinder”对话框。

(16)在“NodeFinder”对话框中的“Filter”下拉列表中选择“Pins：all”选项，然后单击“List”按钮，在“NodesFound”列表中列出所有引脚节点。

(17)在“NodesFound”列表中选择“a”、“b”和“result”节点，然后单击“>”按钮，将选中的节点移动到“SelectedNodes”列表中，然后单击“OK”按钮，关闭“NodeFinder”对话框。

(18)单击“InsertNodeorBus”对话框中的“OK”按钮，将选中的节点插入波形文件编辑器中。

(19)选择“Edit”→“EndTime”命令，打开“EndTime”对话框，在对话框中的“Time”编辑框中输入“100μs”，设定仿真时间长度为100μs。

(20)在波形编辑器左侧的信号节点列表中的信号节点“a”上单击鼠标右键，在弹出的菜单中选择“Value”→“RandomValues”命令，打开如图5.6所示的“RandomValues”对话框。

(21)在“RandomValues”对话框中选择“Atfixedintervals”单选项，在“Intervalperiod”编辑框内输入“5”，选择时间单位为“μs”，然后单击“OK”按钮，设置信号节点“a”的内容为如

5.7所示的5μs更新一次的随机数字信号。图5.6“RandomValues”对话框图5.7设置信号“a”之后的波形图

(22)采用步骤(21)介绍的方法，设置信号节点“b”的内容为8μs更新一次的随机数字信号，得到如图5.8所示的波形图。图5.8设置信号“b”之后的波形图

(23)单击保存文件工具按钮，打开“另存为”对话框，按照系统默认，将波形文件保存为默认名称“unsigned_

adder.vwf”。

(24)单击开始仿真