EDA技術(shù)實(shí)驗(yàn)1.doc

EDA技術(shù)實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)一：半加器設(shè)計(jì)1. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1) 熟悉EDA設(shè)計(jì)流程；2) 熟悉QUARTUS II工具軟件。2. 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1) 建立文件夾打開電腦，進(jìn)入WindowsXP操作系統(tǒng)建立自己的文件夾（目錄），如的D:myeda。l QUARTUS II不能識(shí)別中文，文件及文件夾名不能用中文。2) 原理圖設(shè)計(jì)輸入打開QUARTUS II，選菜單FileNew，在彈出的File Type窗口中選擇BlockDiagram/Schematic File項(xiàng)，按OK后打開原理圖編輯窗。(1) 放置元件在原理圖編輯窗中的任何一個(gè)空白處雙擊鼠標(biāo)左鍵或單擊右鍵,跳出一個(gè)選擇窗，選擇此窗中的Enter Symbol項(xiàng)輸入元件，出現(xiàn)元件選擇窗口。元件選擇窗口中Symbol Libraries:的路徑c: QUARTUS IImax2libprim下為基本邏輯元件庫，雙擊之，在Symbol Files:下出現(xiàn)prim中的所有元件，選中你需要的元件（如：二與門，即and2）；或者在Symbol Name:中直接輸入元件名稱（and2），單擊OK鍵。你需要的元件（and2）會(huì)出現(xiàn)在原理圖編輯窗中。為了設(shè)計(jì)半加器，分別調(diào)入元件and2、not、xnor、input和output。l 如果安放相同元件，只要按住CTRL鍵，同時(shí)用鼠標(biāo)拖動(dòng)該元件。(2) 添加連線把鼠標(biāo)移到引腳附近,則鼠標(biāo)光標(biāo)自動(dòng)由箭頭變位十字,按住鼠標(biāo)左鍵拖動(dòng),即可畫出連線。然后用鼠標(biāo)分別在input和output的PIN-NAME上雙擊使其變黑色，再用鍵盤分別輸入各引腳名：ain、bin、co和so。(3). 保存原理圖單擊FileSave as按扭,出現(xiàn)對(duì)話框,選擇自己的目錄（如c:myeda）、合適名稱保存剛才輸入的原理圖，原理圖的擴(kuò)展名為.gdf,本實(shí)驗(yàn)取名hadd.gdf。如圖1-1所示。圖1-1 一位半加器圖(4) 設(shè)置工程文件（Project）方法1 選擇FileProjectSet Project to Current File，即將當(dāng)前的設(shè)計(jì)文件設(shè)置成工程。方法2 如果設(shè)計(jì)文件未打開，選FileProjectName，然后在跳出的Project Name窗中找到c:myeda目錄，在其File小窗口中雙擊hadd.gdf文件。l 選擇此項(xiàng)后可以看到窗口左上角顯示出所設(shè)文件路徑的變化。3) 選擇目標(biāo)器件單擊AssignDevice，跳出Device窗口，此窗口的Device Family是器件序列欄，首先在此欄中選定目標(biāo)器件對(duì)應(yīng)的序列名，如EPM7128S對(duì)應(yīng)的是MAX7000S系列；EPF10K10對(duì)應(yīng)的是FLEX10K系列等。根據(jù)實(shí)際情況完成器件選擇后（如EPF10K10LC84-4），按OK鍵。l 應(yīng)將此欄下方標(biāo)有Show only Fastest Speed Grades的勾消去，以便顯示出所有速度級(jí)別的器件。4) 編譯（Compiler）單擊QUARTUS IICompiler，跳出Compiler窗口，此編譯器的功能包括網(wǎng)表文件的提取、設(shè)計(jì)文件的排錯(cuò)、邏輯綜合、邏輯分配、適配（結(jié)構(gòu)綜合）、時(shí)序仿真文件提取和編程下載文件裝配等。單擊Start，開始編譯。如果發(fā)現(xiàn)有錯(cuò)，排除錯(cuò)誤后再次編譯。5) 包裝元件入庫。編譯通過后，單擊FileCreate Default Symbol,當(dāng)前文件變成了一個(gè)包裝好的自己的單一元件（半加器：hadd），并被放置在工程路徑指定的目錄中以備后用。6) 用兩個(gè)半加器及一個(gè)或門連接而成一位全加器我們將上述15步的工作看成是完成了的一個(gè)底層元件，并被包裝入庫。利用已做好的半加器hadd，完成原理圖輸入、連線、引腳命名、器件選擇、保存、項(xiàng)目設(shè)置、編譯等過程，完成頂層項(xiàng)目全加器的設(shè)計(jì)。如圖1-2所示。圖1-2 一位全加器l 半加器元件hadd的調(diào)用與庫元件的調(diào)用方法一樣。l 以文件名add.gdf存在同一目錄（c:myeda）中。7) 仿真，測(cè)試項(xiàng)目的正確性（1）建立波形文件在編譯通過的情況下，選擇FileNew，再選擇New窗中的Waveform Editor file項(xiàng)，或選QUARTUS IIWaveform Editor項(xiàng)，打開波形編輯窗。（2）輸入節(jié)點(diǎn)信號(hào)在波形編輯窗的上方選擇NodeNodes from SNF。在彈出的窗口中,首先單擊右上方的List鍵，這時(shí)左窗口將列出該項(xiàng)設(shè)計(jì)的所有信號(hào)節(jié)點(diǎn)。由于設(shè)計(jì)者有時(shí)只需要觀察其中部分信號(hào)的波形，因此要利用中間的“=”鍵將需要觀察的節(jié)點(diǎn)選到右欄中，然后單擊OK鍵。（3）設(shè)置仿真參數(shù)波形編輯窗中已經(jīng)調(diào)入了全加器的所有節(jié)點(diǎn)信號(hào)，在設(shè)定測(cè)試電平之前，首先設(shè)定仿真參數(shù)。l 在Options選項(xiàng)中消去網(wǎng)格對(duì)齊Snap to Grid的選擇（消去勾），以便能夠任意設(shè)置輸入電平，或設(shè)置輸入時(shí)鐘信號(hào)的周期。設(shè)定仿真時(shí)間寬度。選擇FileEnd time選項(xiàng)，在End time選擇窗中選擇適當(dāng)?shù)姆抡鏁r(shí)間域（如100us）。（4）加上輸入信號(hào)參考圖2-6為輸入信號(hào)設(shè)定測(cè)試電平，利用功能鍵為ain、 bin和cin加上適當(dāng)?shù)碾娖?，以便仿真后能測(cè)試sum和cout輸出信號(hào)。（5）波形文件存盤選擇FileSave as選項(xiàng)，按OK鍵即可。由于存盤窗中的波形文件名是默認(rèn)的（這里是add.scf），所以直接存盤即可。（6）運(yùn)行仿真器選擇QUARTUS IISimulator選項(xiàng)，單擊跳出的仿真器窗口中的Start鍵。圖8-3是仿真運(yùn)算完成后的時(shí)序波形。l 剛進(jìn)入圖1-3的窗口時(shí)，應(yīng)該將最下方的滑標(biāo)拖向最左側(cè)，以便觀察到初始波形。圖1-3 全加器的仿真波形8) 觀察分析波形全加器add.gdf的仿真波形如圖1-3所示，圖中cin、bin和ain為輸入信號(hào)電平的設(shè)置，觀察輸出波形的情況，根據(jù)電路知識(shí)，圖示的全加器的時(shí)序波形是正確的。我們還可以進(jìn)一步了解信號(hào)的延時(shí)情況。圖1-3右側(cè)的豎線是測(cè)試參考線，它上方標(biāo)出的5.22us是此線所在位置對(duì)應(yīng)的參考時(shí)間，它與鼠標(biāo)箭頭間的時(shí)間差顯示在窗口上方的Interval小窗中。放大圖1-3可以看到輸入與輸出波形間有一個(gè)小的延時(shí)量。9) 時(shí)序分析為了精確測(cè)量全加器輸入與輸出波形間的延時(shí)量，可打開時(shí)序分析器，選擇quartusIITiming Analyzer項(xiàng)，單擊跳出的分析器窗口中的Start鍵，延時(shí)信息即刻顯示在圖表中。其中左排的列表是輸入信