1. 以二输入与门电路为例,介绍在Quartus II环境下的编程开发流程 (1) 启动Quartus II。
启动QuartusII可以看到主界面由四部分构成:工程导向窗口、状态窗口、信息窗口和用户区。如图1.1所示。
图1.1、QuartusII基本界面
(2) 利用向导,建立一个新项目。
在File菜单中选择New Project Wizard...选项启动项目向导。
Step1:如图1.2所示,分别指定创建工程的路径,工程名和顶层文件名。工程名和顶层文件可以一致也可以不同。一个工程中可以有多个文件,但只能有一个顶层文件。这里我们将工程名取为:simple,顶层文件名取为and2_gate。
图1.2、QuartusII项目名称、路径、顶层文件设定窗口
Step2:点击Next>按钮,页面二是在新建的工程中添加已有Verilog HDL文件的,本实验不需做任何操作。
Step3:点击Next>按钮,进入页面三,完成器件选择。器件的选择是和实验平台的硬件相关的,根据我们的实验开发板,它使用的是MAX II系列型号为EPM1270T144C5的器件,封装为TQFP,管脚数144,速度等级为5,通过这些条件的限制,我们可以很快地在可选器件框(Available device)中找到相应的器件,如图1.3所示。
图1.3、QuartusII中器件选择窗口
Step4:后面两步分别是对EDA工具的设定和工程综述,都不作任何操作。点击Finish完成工程创建。工程综述界面如图1.4所示。
图1.4、QuartusII项目设定完成综述窗口 (3) 新建一个Verilog HDL文件。
Quartus II中包含完整的文本编辑程序(Text Editor),在此用Verilog HDL来编写源程序。新建一个Verilog HDL文件,可以通过快捷按钮 ,或快捷键Ctrl+N,或直接从File菜单中选择New...都可以,弹出页式对话框后选择Device Design Files页面的Verilog HDL File,点击OK按钮。
(4) Verilog HDL程序输入。
在用户区Verilog HDL文件窗口中输入源程序,保存时文件名与实体名保持一致。 module and2_gate(a,b,c); input a,b; output c;
assign c=a & b; endmodule
(5) 对源程序进行语法检查和编译。
使用快捷按钮 ,对以上程序进行分析综合,检查语法规范;如果没有问题则编译整个程序,使用 。如果出现问题,则对源程序进行修改,直至没有问题为止。
(6) 仿真。
Quartus II内置波形编辑程序(Waveform Editor)可以生成和编辑波形设计文件,从而设计者可观察和分析模拟结果。Quartus II中的仿真包括功能仿真和时序仿真,功能仿真检查逻辑功能是否正确,不含器件内的实际延时分析;时序仿真检查实际电路能否达到设计指标,含器件内的实际延时分析。两种仿真操作类似,只需在Tools菜单中选择Simulater Tool,在其Simulater mode中进行选择即可,如图1.5所示。
图1.5、QuartusII项目仿真设定窗口
现以时序仿真为例,介绍仿真的具体操作过程:
Step1、 新建一个波形文件:该过程与新建Verilog HDL文件类似,只是在弹出页式对话框后选择Other Files页面的Vector Waveform File。 Step2、 在波形文件中加入所需观察波形的管脚:在Name中单击右键,选择Insert Node or bus...选项,出现Insert Node or bus对话框,此时可在该对话框的Name栏直接键入所需仿真的管脚名,也可点击Node Finder...按钮,将所有需仿真的管脚一起导入。Node Finder对话框如图1.6所示。
图1.6、QuartusII建立待仿真文件时的管脚及内部信号选择窗口 在Pins下拉列表框中选择合适的选项,点击List按钮,将所需仿真的管脚移至Select Noder框中。点击OK进入波形 仿真界面。
Step3、 给输入管脚指定仿真波形 :分别选中输入管脚,使用波形编辑器: 对其输入波形进行编辑。最后保存波形文件,如图1.7所示。
图1.7、QuartusII中编辑完成的待仿真波形文件
Step4、点击 按钮,进行波形仿真,仿真结果如图1.8所示。
图1.8、QuartusII仿真产生的实际工作波形
(7) *.pof 文件的生成。
实验板上MAXII器件使用的是JTAG下载方式,因此必须将源文件转化为*.pof结尾的下载用数据流文件,以供后续下载到芯片中使用。*.pof 文件的生成可分为两步:
图1.9、QuartusII项目管理中的管脚分配窗口
Step1、分配管脚:选择Assignment菜单的pins选项,进入管脚分配界面。 在管脚分配之前确定类别栏按钮 ,管脚过滤栏 和分色显示按钮 都处于有效状态,按下类别栏的Pin按钮。管脚分配也与实际电路密切相关,在该程序中,两输入与门的两个输入引脚可指定为拨动开关的两个拨键1和2,即对应着MAX II芯片的38、39管脚,输出引脚可指定为LED灯D1,即对应MAX II芯片的131管脚。在Node Filter栏中单击右键,选择Node Finder...选项,选中所有输入输出管脚。在管脚分配栏中,将程序中的输入输出脚分配到MAX II的管脚上,并保存,如图1.9所示。 Step2、编译:使用 进行整体编译,系统将自动生成*.pof文件。
(8) 下载。
实验电路板接5V电源,确保其供电正常;连接下载电缆;点击 进入下载界面。点击Add File...加入下载数据流文件and2_gate.pof,进行下载。如图1.10所示。点击Start按钮开始下载。
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