QuartusⅡ設(shè)計(jì)流程

QuartusⅡ軟件的用戶(hù)界面啟動(dòng)QuartusⅡ軟件后默認(rèn)的界面主要由標(biāo)題欄、菜單欄、工具欄、資源管理窗口、編譯狀態(tài)顯示窗口、信息顯示窗口和工程工作區(qū)等部分組成。QuartusⅡ的開(kāi)發(fā)流程按照一般編程邏輯設(shè)計(jì)的步驟，利用QuartusⅡ軟件進(jìn)行開(kāi)發(fā)是可以分為以下四個(gè)步驟：（1）輸入設(shè)計(jì)文件；（2）編譯設(shè)計(jì)文件；（3）仿真設(shè)計(jì)文件；（4）編程下載設(shè)計(jì)文件。

輸入設(shè)計(jì)文件QuartusⅡ軟件的輸入法有：

1）原理圖輸入方式、

2）文本輸入方式（如VHDL、VerilogHDL）

3）AHDL輸入方式、

4）模塊輸入方式以及

5）第三方EDA工具產(chǎn)生的文件以及混合使用以上幾種設(shè)計(jì)輸入方法進(jìn)行設(shè)計(jì)本章主要介紹原理圖輸入法原理圖輸入法也稱(chēng)為圖形編輯輸入法，用QuartusⅡ原理圖輸入設(shè)計(jì)法進(jìn)行數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，不需要任何硬件描述語(yǔ)言的知識(shí)，在具有數(shù)字邏輯電路基本知識(shí)的基礎(chǔ)上，利用QuartusⅡ軟件提供的EDA平臺(tái)設(shè)計(jì)數(shù)字電路或系統(tǒng)。開(kāi)發(fā)過(guò)程：一、新建工程1、原理圖輸入法－建立設(shè)計(jì)工程建立設(shè)計(jì)工程的方法如圖示：新建工程選項(xiàng)新建工程第一頁(yè)1、原理圖輸入法－建立設(shè)計(jì)工程建立設(shè)計(jì)工程的方法圖示：新建工程第二頁(yè)新建工程第三頁(yè)1、原理圖輸入法－建立設(shè)計(jì)工程建立設(shè)計(jì)工程的方法圖示：新建工程第四頁(yè)

新建工程第五頁(yè)二、輸入設(shè)計(jì)文件2、原理圖輸入法－輸入設(shè)計(jì)文件

1）新建工程之后，便可以進(jìn)行電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)文件的輸入。選擇file菜單中的New命令，彈出如圖所示的新建設(shè)計(jì)文件類(lèi)型選擇窗口。2）選擇New對(duì)話(huà)框中的DeviceDesignfiles頁(yè)下的BlockDiagram/SchematicFile，點(diǎn)擊OK，打開(kāi)如圖所示的圖形編輯器對(duì)話(huà)框，進(jìn)行設(shè)計(jì)文件輸入。圖形編輯器對(duì)話(huà)框2、原理圖輸入法－輸入設(shè)計(jì)文件2、原理圖輸入法－輸入設(shè)計(jì)文件3）在圖形編輯窗口中的任何一個(gè)位置雙擊鼠標(biāo)，或點(diǎn)擊

圖中的“符號(hào)工具”

按鈕，或選擇菜單Edit下的InsertSymbol命令，彈出

如右圖所示的元件選擇窗口Symbol

對(duì)話(huà)框。元件選擇窗口三、編譯設(shè)計(jì)計(jì)文件選擇QuartusⅡ主窗口Process菜單下StartCompilation命令，或者在在主窗口的工具欄上直接點(diǎn)擊圖圖標(biāo)可以進(jìn)行全編編譯全編譯的過(guò)程包包括分析與綜綜合（Analysis&Synthesis）、適配（Fitter）、編程（Assembler）、時(shí)序分析(ClassicalTimingAnalysis)這4個(gè)環(huán)節(jié)，而這4個(gè)環(huán)節(jié)各自對(duì)對(duì)應(yīng)相應(yīng)的菜菜單命令，可可以單獨(dú)分步步執(zhí)行，也就就是分步編譯譯。RTL電路觀察器窗窗口四、RTL電路觀察器RTL電路觀察器雙擊結(jié)構(gòu)圖中中的實(shí)例，可可以展開(kāi)此模模塊的下一級(jí)級(jí)結(jié)構(gòu)圖五、仿真設(shè)計(jì)文件件仿真的目的就就是在軟件環(huán)環(huán)境下，驗(yàn)證證電路的行為為和設(shè)想中的的是否一致。。FPGA/CPLD中的仿真分為為功能仿真和和時(shí)序仿真。。功能仿真著著重考察電路路在理想環(huán)境境下的行為和和設(shè)計(jì)構(gòu)想的的一致性，時(shí)時(shí)序仿真則在在電路已經(jīng)映映射到特定的的工藝環(huán)境后后，考察器件件在延時(shí)情況況下對(duì)布局布布線(xiàn)網(wǎng)表文件件進(jìn)行的一種種仿真。仿真一般需要要建立波形文文件、輸入信信號(hào)節(jié)點(diǎn)、編編輯輸入信號(hào)號(hào)、波形文件件的保存和運(yùn)運(yùn)行仿真器等等過(guò)程。仿真過(guò)程1、建立波形文件件波形文件用來(lái)來(lái)為設(shè)計(jì)產(chǎn)生生輸入激勵(lì)信信號(hào)。利用QuartusII波形編輯器可可以創(chuàng)建矢量量波形文件(.vwf)創(chuàng)建一個(gè)新的的矢量波形文文件步驟如下：（1）選擇QuartusⅡ主界面File菜單下的New命令，彈出新建對(duì)話(huà)話(huà)框；（2）在新建話(huà)框中選擇擇OtherFiles標(biāo)簽頁(yè)，從中選擇VectorWaveformFile，點(diǎn)擊OK按鈕，則打開(kāi)一個(gè)空空的波形編輯輯器窗口，主要分為信信號(hào)欄、工具具欄和波形欄欄。波形編輯器窗口2、輸入信號(hào)節(jié)節(jié)點(diǎn)（1）在波形編編輯方式下，，執(zhí)行Edit菜單中的InsertNodeorBus命令，或者在波形編輯器器左邊Name列的空白處點(diǎn)點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵鍵，彈出的InsertNodeorBus對(duì)話(huà)框2、輸入信號(hào)節(jié)節(jié)點(diǎn)（2）點(diǎn)擊InsertNodeorBus對(duì)話(huà)框中的NodeFinder…按鈕，彈出NodeFinder窗口，在此窗窗口中添加信信號(hào)節(jié)點(diǎn)。3、編輯輸入信信號(hào)編輯輸入信號(hào)號(hào)是指在波形形編輯器中指指定輸入節(jié)點(diǎn)點(diǎn)的邏輯電平平變化，編輯輯輸入節(jié)點(diǎn)的的波形。在仿真編輯窗窗口的工具欄欄中列出了各各種功能選擇擇按鈕，主要要用于繪制、、編輯波形，，給輸入信號(hào)號(hào)賦值。具具體功能如下下：：在波形文件件中添加注釋釋?zhuān)唬盒薷男盘?hào)的的波形值，把把選定區(qū)域的的波形更改成成原值的相反反值；：全屏顯示波波形文件；：放大、縮小小波形；：在波形文件件信號(hào)欄中查查找信號(hào)名，，可以快捷找找到待觀察信信號(hào)；：將某個(gè)波形形替換為另一一個(gè)波形；：給選定信號(hào)號(hào)賦原值的反反值；：輸入任意固固定的值；：輸入隨機(jī)值值：給選定的信信號(hào)賦值，X表示不定態(tài)，，0表示賦0，1表示賦1，Z表示高阻態(tài)，，W表示弱信號(hào)，，L表示低電平，，H表示高電平，，DC表示不賦值。。3、編輯輸入信信號(hào)：設(shè)置時(shí)鐘信信號(hào)的波形參參數(shù)，先選中中需要賦值的的信號(hào)，然后后鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)點(diǎn)擊此圖標(biāo)彈彈出Clock對(duì)話(huà)框，在此此對(duì)話(huà)框中可可以設(shè)置輸入入時(shí)鐘信號(hào)的的起始時(shí)間（（StartTime）、結(jié)束時(shí)間間（EndTime）、時(shí)鐘脈沖沖周期（Period），相位偏偏置（Offset）以及占空空比。：給信號(hào)賦賦計(jì)數(shù)值，，先選中中需要賦值值的信號(hào)，，然后鼠標(biāo)標(biāo)右鍵點(diǎn)擊擊此圖標(biāo)彈彈出如下圖圖所示的CountValue對(duì)話(huà)框，然然后賦值。。CountValue對(duì)話(huà)框的Counting頁(yè)CountValue對(duì)話(huà)框的Timing頁(yè)4、仿真波形形文件QuartusⅡ軟件中默認(rèn)認(rèn)的是時(shí)序序仿真，如如果進(jìn)行功功能仿真則則需要先對(duì)對(duì)仿真進(jìn)行行設(shè)置，步步驟如下：：（1）選擇擇QuartusⅡⅡ主窗窗口口Assignments菜單單下下的的Settings…命令令，，可可以以進(jìn)進(jìn)入入?yún)?shù)數(shù)設(shè)設(shè)置置頁(yè)頁(yè)面面，，如如下下圖圖所所示示，，然然后后單單擊擊SimulationSettings，在在右右邊邊的的對(duì)對(duì)話(huà)話(huà)框框中中的的Simulationmode中選選擇擇“Function”；4、仿仿真真波波形形文文件件（2）選擇擇QuartusⅡⅡ主窗窗口口Processing菜單單下下的的GenerateFunctionalSimulationNetlist命令令，，生生成成功功能能仿仿真真網(wǎng)網(wǎng)表表文文件件；；（3）選擇擇QuartusⅡⅡ主窗窗口口Processing菜單單下下的的StartSimulation進(jìn)行行功功能能仿仿真真。功能能仿仿真真滿(mǎn)滿(mǎn)足足要要求求后后，，還還要要對(duì)對(duì)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)進(jìn)進(jìn)行行時(shí)時(shí)序序仿仿真真，，時(shí)時(shí)序序仿仿真真可可以以在在編編譯譯后后直直接接進(jìn)進(jìn)行行，，但但是是要要將將上上圖圖中中的的Simulationmode中設(shè)設(shè)置置為為“Timing”，設(shè)設(shè)置置好好以以后后直直接接選選擇擇StartSimulation命令令，，執(zhí)執(zhí)行行時(shí)時(shí)序序仿仿真真。。六、、編編程程下下載載1、JTAG編程程下下載載模模式式此方方式式的的操操作作步步驟驟主主要要分分為為3步：：選擇擇QuartusⅡⅡ主窗窗口口的Tools菜單單下下的的Programmer命令令或或點(diǎn)點(diǎn)擊擊圖圖標(biāo)標(biāo)，，進(jìn)進(jìn)入入器器件件編編程程和和配配置置對(duì)對(duì)話(huà)話(huà)框框。。如如果果此此對(duì)對(duì)話(huà)話(huà)框框中中的的HardwareSetup后為為““NoHardware”，則需要要選擇編編程的硬硬件。點(diǎn)點(diǎn)擊HardwareSetup，進(jìn)入HardwareSetup對(duì)話(huà)框，，下頁(yè)圖圖所示，，在此添添加硬件件設(shè)備。。配置編程程硬件后后，選擇擇下載模模式，在在Mode中指定的的編程模模式為JTAG模式；確定編程程模式后后，單擊擊添添加相應(yīng)應(yīng)的counter.sof編程文件件，選中中counter.sof文件后的的Program/Configure選項(xiàng)，然然后點(diǎn)擊擊圖圖標(biāo)標(biāo)下載設(shè)設(shè)計(jì)文件件到器件件中，Process進(jìn)度條中中顯示編編程進(jìn)度度，編程程下載完完成后就就可以進(jìn)進(jìn)行目標(biāo)標(biāo)芯片的的硬件驗(yàn)驗(yàn)證了。。編程下載載對(duì)話(huà)框框1、JTAG編程下載載模式AS主動(dòng)串行行編程式式的操作步驟驟如下：：（1）選擇QuartusⅡ主窗口Assignments菜Device命令，進(jìn)進(jìn)入Settings對(duì)話(huà)框的的Device頁(yè)面進(jìn)行行設(shè)置，如右右圖。2、AS主動(dòng)串行行編程模式2、AS主動(dòng)串行行編程模模式（2）選擇QuartusⅡ主窗口的Tools菜單下的的Programmer命令或點(diǎn)點(diǎn)擊圖標(biāo)標(biāo)，，進(jìn)入器器件編程程和配置置對(duì)話(huà)框框，添加加硬件，，選擇編編程模式式為ActiveSerialProgram；（3）單擊添添加相相應(yīng)的counter.pof編程文件件，選中中文件后后的Program/Configure、Verify和BlankCheck項(xiàng)，單擊擊圖標(biāo)下下載設(shè)設(shè)計(jì)文件件到器件件中，Process進(jìn)度條中中顯示編編程進(jìn)度度。下載載完成后后程序固固化在EPCS中，開(kāi)發(fā)發(fā)板上電電后EPCS將自動(dòng)完完成對(duì)目目標(biāo)芯片片的配置置，無(wú)須須再?gòu)挠?jì)計(jì)算機(jī)上上下載程程序。QuartusⅡ中宏功能能模塊的的調(diào)用方方法MegaWizardPlug-InManager第一頁(yè)使用QuartusⅡ軟件的MegaWizardPlug-InManager中的宏功功能模塊塊可以幫幫助用戶(hù)戶(hù)調(diào)用QuartusⅡ內(nèi)部已有有的IP（知識(shí)產(chǎn)產(chǎn)權(quán)）核核來(lái)完成成一些復(fù)復(fù)雜系統(tǒng)統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)，并可可以方便便的對(duì)調(diào)調(diào)用的IP核的參數(shù)數(shù)進(jìn)行修修改。下面以一一個(gè)調(diào)用用lpm_counter宏功能模模塊來(lái)實(shí)實(shí)現(xiàn)一個(gè)個(gè)十六進(jìn)進(jìn)制的加加法同步步計(jì)數(shù)器器為例，，簡(jiǎn)單介介紹宏功功能模塊塊的使用用。設(shè)計(jì)開(kāi)始始前新建建立一個(gè)個(gè)名為counter16的工程，，在工程程中新建建一個(gè)新新的bdf文件，選選擇QuartusⅡ主窗口的Tools菜單下的的MegaWizardPlug-InManager命令，進(jìn)進(jìn)入MegaWizardPlug-InManager對(duì)話(huà)框第第一頁(yè)，，然后后依此進(jìn)進(jìn)行參數(shù)數(shù)的設(shè)定定，具體體的流程程如圖所所示：3.4QuartusⅡ中宏功能能模塊的的調(diào)用方方法MegaWizardPlug-InManager第二頁(yè)MegaWizardPlug-InManager第三頁(yè)3.4QuartusⅡ中宏功能能模塊的的調(diào)用方方法MegaWizardPlug-InManager第四頁(yè)MegaWizardPlug-InManager第五頁(yè)3.4QuartusⅡ中宏功能能模塊的的調(diào)用方方法MegaWizardPlug-InManager第六頁(yè)MegaWizardPlug-InManager第七頁(yè)3.5SignalTapⅡ邏輯分析析儀SignalTapⅡ邏輯分析析儀是QuartusⅡ軟件中集集成的一一個(gè)內(nèi)部部邏輯分分析軟件件，主要要是用來(lái)來(lái)觀察設(shè)設(shè)計(jì)的內(nèi)內(nèi)部信號(hào)號(hào)波形，，方便查查找設(shè)計(jì)計(jì)中的缺缺陷。在復(fù)雜的的設(shè)計(jì)中中，不能能從外部部的輸入入輸出引引腳上觀觀察內(nèi)部部端口之之間（如如模塊與與模塊之之間）的的信號(hào)波波形是否否正確，，這就可可以使用用SignalTapⅡ邏輯分析析儀來(lái)進(jìn)進(jìn)行觀察察。對(duì)于外部部的輸入入輸出信信號(hào)，則則沒(méi)有必必要在SignalTapⅡⅡ邏輯分析析儀中進(jìn)進(jìn)行觀察察。3.5SignalTapⅡ邏輯分析析儀（續(xù)續(xù)1）1、SignalTapⅡ邏輯分析析儀的用用戶(hù)界面面3.5SignalTapⅡ邏輯分析析儀（續(xù)續(xù)2）2、SignalTapⅡ邏輯分析析儀的使使用流程程（1）