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  • 【原创】Quartus II 简单设计流程

          Quartus II设计工具支持多种设计输入模型,现通过使用原理图输入设计一个1位半加器,介绍基于Quartus II软件进行原理图设计的基本流程。
    1.1建立Quartus II 工程
          在进行设计前,一般先建立工作目录,在此设建立的工作目录为E:My_designadd.
    建立工作目录的具体流程如下:
    (1).启动Quartus II 9.1软件,出现如下图1所示界面:
     image
                                               图1  Quartus II 9.1的界面
    (2).点击菜单项Fi l e->New Project Wi zard帮助建立工程,如下图2所示:
     image
                  图2    New Proje ct Wiza rd 初始界面                    图3   输入设计工程信息
    (3).输入工程工作路径、工程文件名、顶层实体名,如上图3所示。默认顶层实体名与工
    程文件名相同,这里输入的顶层实体名必须要与之后的设计文件的顶层实体名相同,否则
    出错!输入完成后,点击Next。
    (4).添加设计文件。如下图4所示,此处还不需添加设计文件,点击Nex t跳过。
     image                       
                                        图4 添加设计文件  
      (5)选择所用器件:在Famil y菜单中选择Cyclone  II,Pa ckage选FBGA,Pin Count选择896,Speed grade选择6,确认Available de vi ces 中选择EP2C70F896C6,如下图5:
     image
                                                       图5    选择器件
    (6).选择器件完后点击Next,可以设置ED A工具,如下图6,None表示本次使用
    Quartus II自带的工具,所以点击Next继续。
     
    image                                         
                    图6   设置EDA工具                         图7   新建工程总结
    (7).查看新建工程总结,如上图7,确认后点击Fi nish完成新建工程。
    (8).指定编译结果输出路径。此次的设置是为了使工程文件的布局更合理,具体设置为:
    点击菜单项Assi gnments->setti ngs,选择Co mpi lati on Process Setti ngs,勾中Save project
    output fi l es i n speci fi ed directory,输入路径为. el ease,如下图8所示:
     image
                         图8   指定单独的编译结果输出目录
    1.2  半加器原理图输入完成硬件设计
    (1).输入源文件。选择菜单Fi l e->New,在弹出的对话框里选择Bl ock Diagram/Schemati c Fil e,
    然后点击OK,即出现原理图编辑界面,如下图9所示:
    image 
                                              图9   原理图编辑界面
    在原理图编辑界面双击空白处,出现如下图10所示的输入元件对话框,然后在其
    Name栏中直接依次输入元件名字,依次调入与门、异或门、输入引脚、输出引脚,然后
    修改两个输入引脚名分别为a和b,两个输出引脚名分别为cou t和sout,接着按照半加器的
    功能进行连线,构成半加器的原理图,如下图11所示,点击Fi l e->Save,直接按默认的名
    字保存在当前工作目录下。
     image
                                                    图10       输入元件对话框
     image
                                                       图11     半加器原理图
     
    1.3编译
    (1).编译前设置:点击Assi gnments->setti ngs,在弹出的对话框左边点击D evi ce,如下图12,
    由于器件已在新建工程中设置,故直接点击D evi ce and Pi n Opti ons进行设置,如图13所示:
     image
                                               图12           se ttings设置界面
     image
    图13  De vi ce a nd Pin Options设置界面
    在上图13中的Confi gurati on界面中的Confi gurati on scheme,选择Passi ve Seri al为器件的配
    置方式,点击上图13的Programmi ng Fil es选项,选择*.h exou t的配置文件格式,如图14:
     image
                                          图14   选择配置文件格式
    继续点击Unused Pi ns页面,可设置器件闲置引脚的状态,此次设为As i nput tri-stated,
    如下图15所示:
    image 
                                  图15  引脚状态设置
    在Setti ngs界面的Compi l ati on Process项中,选择Use Smart compi l ati on进行编译模式设
    置,可以使每次重复编译运行更快,如下图16:
     image
                                          图16   选择编译模式
    (2).编译:点击菜单项Processing->s ta rt compilation,启动全编译过程,编译结果如下图17所示:
     image
    图17   全编译结果显示
    1.4适配结果查看
    全编译之后,打开Processi ng菜单中的Co mpi lati on Report,选择Fi tter文件夹,可查看
    详细的适配信息,如下图18:
     image
                                      图18 在Compilation Re port中查看适配信息  
     
    1.5仿真
      (1)点击File->New->vector waveform file,如下图22,点击OK,生成波形编辑窗口,
    如图23所示:
                  image                                                    
    图22 创建波形文件                                              图23 波形编辑窗口
    (2)输入信号节点:在空波形文件N ame一栏双击,出现Insert node or bus 后,点击
    Node finder,出现如下图24,点击L ist,找到所要节点,然后点击>>,点击Ok,就可以
    添加节点到波形编辑窗口了。
     image
                                                 图24      Node Finder 
    (3)编辑输入信号波形:可通过选中波形并配合波形赋值快捷键进行,结果下图25所示:
     image
                                                         图25   编辑输入波形结果  
    (4)保存上图25所示的波形图后,便可进行仿真,首先设置仿真模式,先进行功能仿真:
    在Assignment->settings,选中Simulator S ettings,在Simulation mode中选择
    Functional,如下图26:
     image
    图26   功能仿真前设置
    点击Processing->Generate functional simulation netlist,产生功能仿真所需的网表,
    完成后就可以点击Processing->start simulation启动功能仿真,结果如下图27:
     image
                                                          图27   功能仿真结果
    (5)时序仿真:在如图26所示的settings界面把simulation mode 改为Timing,然后点
    击Proc essing->start simulation启动时序仿真,结果如下图28:
     image
    图28     时序仿真结果
    1.6在DE2-70平台上实验半加器
    (1)为DE2-70运行半加器配置引脚:点击Assignments->Pins进行手动输入引脚,如下
    图29所示:
     image
                                                                 图29   引脚配置
    (2)再进行一次全编译,然后将设计下载到DE2-70平台:点击Tools->programmer进
    行设置,如下图30所示:
     image
    图30   下载设计 
    (3)下载完后,利用DE2-70进行调试,发现设计的半加器获得成功,至此,走完了此次的全部流程。 

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