FPGA Quartus 2宏功能模块应用
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第十三章 Quartus II功能及应用现代电子设计技术的核心已日趋转向基于计算机的电子设计自动化技术,即EDA (Electronic Design Automation)技术。
由于它是一门迅速发展的新技术,涉及面广,内容丰富,理解各异,目前尚无统一的看法。
Quartus II是美国Altera公司自行设计的第四代PLD开发软件可以完成PLD的设计输入、逻辑综合、布局与布线、仿真、时序分析、器件编程的全过程同时还支持SOPC(可编程片上系统)设计开发,是继MAX+plusII后的新一代开发工具,适合大规模FPGA的开发。
它是CPLD/FPGA集成化开发软件,具有完善的可视化设计环境。
QuartusⅡ提供了方便的设计输入方式、快速的编译和直接易懂的器件编程。
能够支持逻辑门数在百万门以上的逻辑器件的开发,并且为第三方工具提供了无缝接口。
该软件支持的器件有:Stratix Ⅱ、Stratix GX、Stratix、Mercury、MAX3000A、MAX 7000B、MAX 7000S、MAX 7000AE、MAX Ⅱ、FLEX6000、FLEX10K、FLEX10KA、FLEX10KE、Cyclone、Cyclone Ⅱ、APEX Ⅱ、APEX20KC、APEX20KE和ACEX1K系列。
QuartusⅡ软件包的编程器是系统的核心,提供功能强大的设计处理,设计者可以添加特定的约束条件来提高芯片的利用率。
Quartus II提供了更优化的综合和适配功能,改善了对第三方仿真和时域分析工具的支持。
Quartus II还包括DSP Builder开发工具,支持系统级的开发,支持Niso II入式核,IP核和用户定义逻辑等。
13.1 Quartus II功能简介13.1.1设计输入(Design Entry)设计输入是将设计者所设计的电路已开发软件要求的某种形式表达出来,并输入到相应软件中的过程。
设计输入有多种表达方式,最常用的是原理图方式和HDL文本方式两种。
quartus -->tool -->MegaWizard Plug-In Manager 就可以进入了置于参数设置要看是什么模块了,你根据自己的需求选择就是了quarts 最后会自动生成一个你命名的这个模块文件verilog语言就是"你为这个模块起的名字.v"你可以在工程里面找到它打开看看你只需在你的工程里面例化它就可以了就像你例化自定义模块一样。
Gate FunctionLPM_and : 可编程的按位做与运算的与门LPM_bustri :可编程的三态门(可单向,也可双向)enabletr(高电平有效)使能tridata => resultenabledt(高电平有效)使能data => tridataLPM_clshift : 可编程的组合逻辑移位器。
方向和距离是可以编程的。
LPM_constant: 可编程常数生成器LPM_decode : 可编程译码器LPM_inv : 可编程反向器(位数可控)LPM_mux : 可编程多路选择器(sel选择哪路输出)busmus : 可编程2路选择器(LPM_mux的特殊情况)mux : 可编程多路选择器,只有一位输出结果(LPM_mux的宽度为1) LPM_or : 可编程的按位做或运算的或门LPM_xor : 可编程的按位做异或运算的异或门Arithmetic FuntionsLMP_abs : 求绝对值(如果data = 1000000,overflow=1)LPM_add_sub : 可编程加减法器(可以由管脚决定)LPM_compare : 可编程的比较器(可以设定各种输出)LPM_counter : 可编程计数器LPM_mult : 可编程乘法器LPM_divide : 可编程除法器divide : 可编程除法器(与LPM_divide没有什么区别)Parallel_add : 可编程多路并行加法器altmult_accum : 可编程乘加器altaccumulate : 可编程累加器altmemmult :Storage FunctionsLPM_ff : 可编程的触发器(D触发器或T触发器)LPM_latch : 可编程的锁存器(gate=0锁存)LPM_ram_dq : 可编程的同步或异步单端口RAM(两套地址线).LPM_ram_dp : 可编程的简单双端口和真正双端口RAM().LPM_ram_io : 可编程的RAM(地址线一套,数据线为双向的IO)LPM_rom : 可编程的ROMLPM_shiftreg : 可编程的移位寄存器Custom Parameterized Functions csfifo : 可编程的FIFOcsdpram : 可编程的双口RAM。
第七章 QUARTUS II 入门指南7.1 QUARTUS II软件简介7.2 QUARTUS II基本设计流程7.3 原理图输入设计方法7.4 嵌入式逻辑分析仪SignalTap II的使用7.5 宏功能模块的应用7.1 QUARTUS II软件简介Quartus II是Altera公司推出的CPLD/FPGA开发工具,Quartus II提供了完全集成且与电路结构无关的开发包环境,具有数字逻辑设计的全部特性,包括:可利用原理图、结构框图、VerilogHDL、AHDL和VHDL完成电路描述,并将其保存为设计实体文件;芯片(电路)平面布局连线编辑;LogicLock增量设计方法,用户可建立并优化系统,然后添加对原始系统的性能影响较小或无影响的后续模块。
7.1.1 QUARTUS II基本特点功能强大的逻辑综合工具;完备的电路功能仿真与时序逻辑仿真工具;定时/时序分析与关键路径延时分析;可使用SignalTap II逻辑分析工具进行嵌入式的逻辑分析;支持软件源文件的添加和创建,并将它们链接起来生成编程文件;使用组合编译方式可一次完成整体设计流程;自动定位编译错误;高效的期间编程与验证工具;可读入标准的EDIF网表文件、VHDL网表文件和Verilog网表文件;能生成第三方EDA软件使用的VHDL网表文件和Verilog网表文件。
7.1.2 QUARTUS II系统安装1、QUARTUS II安装Quartus II 系统要求较高的系统配置,配置过低将使得编译过程十分缓慢。
对于安装Quartus II 7.2版本的系统必须满足以下最低要求:z硬件:运行速度为866MHz或更快Pentium III 以上计算机,系统内存容量大于256M。
z操作系统:Microsoft Windows 2000或Microsoft Windows XP。
安装QuartusII 之前建议浏览一下安装文件夹下的帮助文件及注意事项。
宏功能模块与IP应用6.1宏功能模块概述这里主要介绍LPM宏功能模块,它就是Library of Parameterized Modules(参数可设置模块库)的缩写,Altera提供的可参数化功能模块和LPM函数均基于altera器件的结构作了优化设计。
我认为就是已经设计好的最佳的基本电路模块。
在特定器件结构中发挥出最佳性能。
可以使用这些知识产权的参数化模块减少设计和测试的时间。
这些宏功能模块应用于通信,数字信号处理(DSP),PCI和其他总线界面,以及存储器中的宏功能模块。
6.2 LPM计数器模块的使用方法在原有的LPM库中将参数进行设置,最后如下图1图1Quartus II生成的计数器文件CNT4B.vhd如下图Lpm_counter是元件名,是可以从lpm库中调用的宏功能模块元件名;而lpm_counter_component则是在此文件中为使用和调用lpm_counter取的例化名,即参数传递语句中的宏功能模块元件的例化名。
6.3 基于LPM的流水线乘法累加器设计LPM加法器模块设计LMP乘法器模块设置调用6.4 LPM随机存储器的设置和调用在涉及RAM和ROM等存储器应用的EDA设计开发中,调用LPM模块类存储器是最方便,最经济,最高效和性能最容易满足设计要求的途径。
Quartus能接受两种格式的文件:MIF和HEX。
建立米饭格式的文件然后就是数据类型的定义语句!如整数类型INTEGER,布尔型boolean,标准逻辑类型std_logic等,此外VHDL还允许用户自行定义新的数据类型。
6.5 LPM_ROM的定制和使用方法6.6 在系统存储器数据读写编辑器应用对于Cyclone系列的FPGA,只要对使用的LPM_ROM或LPM_RAM等存储器模块作适当设置,就能利用Quartus的在系统存储器读写编辑器直接通过JTAG口读取或改写FPGA内处于工作状态的存储器中的数据,读取过程不影响FPGA的正常工作。