实验1 一位全加器设计.ppt

实验1一位全加器设计 实验目的掌握Quartus 进行设计开发的具体步骤 以及重要的功能和使用方法 实验内容与要求 原理图设计一位全加器 完成波形仿真和硬件验证 实验步骤与结果 1 建立工作库文件夹该文件夹被默认为工作库 WorkLibrary 例如 在D盘 建立一个文件夹FULLADD 即路径为D FULLADD 2 建立一个新的工程 1 打开Quartus 8 0软件 进入开发环境界面 2 选择File NewProjectWizard 进入新建工程对话框 3 单击Next 进入AddFiles对话框 4 选择目标芯片的型号 EDA综合实验箱上采用的可编程逻辑器件的型号是EP3C10E144C8 该型号属于Cyclone 系列 5 添加第三方EDA工具 6 设置总结 用于确认设置 如果设置正确 则单击Finish 否则可单击Back返回重新设置 工程设置完成后 可在ProjectNavigator窗口Hierarchy栏看见新建的工程FULLADD 3 设计输入用原理图进行半加器的设计 1 新建设计文件 选择File New进入新建文件对话框 可选择多种不同类型的设计输入文件 具体文件类型见表1 2 这里 我们选择BlockDiagram SchematicFile 2 进入图形编辑窗口 添加逻辑器件 假设半加器h add有两个输入端 分别是加数a和加数b 有两个输出端分别是求和端so和进位端co 则其真值表如表1 3所示 得出co aANDb so aXORb 双击图形编辑窗口空白处 可弹出Symbol对话框 如图1 12所示 在左上角的元件库中一共包含3个库 megafunctions 参数可设置宏功能模块库 others 集合MAX PLUS 中的74系列芯片 primitives 基本逻辑门 我们可以选中primitives logic来选择与门和异或门 也可以在name处直接输入名字 需要两个输入信号a和b 选择primitives pin input 两个输出信号co和so 选择output 双击输入输出端口 改变输入输出信号名称 使其具有可读性 3 连接器件信号 将鼠标放在器件虚线边框处 鼠标变为十字 则可以拖动连接 完成后的半加器电路如图 4 保存原理图设计文件 存放于D FULLADD文件夹下 文件名HALFADD 后缀名是 bdf 观察ProjectNavigator窗口的Files栏 可看见原理图文件 4 启动全编译直接启动全编译 Processing StartCompilation 来自动完成整个编译工作 编译前 将需要编译的文件设置成顶层实体 因为一个工程内可能有多个需要编译的设计文件 特别是层次型的工程设计 全加器以半加器为底层设计 有两个设计文件 一个是半加器 一个是全加器 具体做法 选中ProjectNavigator窗口File栏 左键选中HALFADD bdf文件 单击右键 选择SetasTop LevelEntity 在消息窗口中观察到设置信息 如果在编译中发现错误 Quartus 会在消息窗口中显示错误信息 通过阅读发现错误提示是 so的引脚名称已经存在 双击红色Error栏 系统会帮助我们对错误定位 将与门输出引脚名称该为so 改正错误后 再次启动全编译 5 仿真通过编译后 必须对工程的功能和时序性质进行仿真测试 了解设计结果是否满足设计要求 仿真分为功能仿真和时序仿真 在全编译后进行仿真 已经包含设计的延时信息 属于时序仿真 1 新建波形文件 File New VectorWaveformFile 2 设置仿真时间 Edit EndTime 通常设置的时间范围在数十微秒 然后可以通过View FitinWindow选项将整个仿真窗口设置为完全显示仿真时间 3 添加仿真信号 通过Edit Insert InsertNodeorBus菜单命令打开图1 21所示InsertNodeorBus窗口 然后选择NodeFinder按钮打开图1 22所示窗口 该窗口有一个过滤选项可以帮助我们过滤需要的信号的类型 如果我们需要输入输出信号 则选择Pins all 如果我们需要观察内部寄存器 则可以选择Pins all Resgiters 在本例中 同学们可以选择Pins all 然后单击List按钮 在左边的NodesFound窗口就会列出半加器的所有输入输出信号 选中需要观察的信号 单击 按钮 将信号放置于右边的SelectedNodes窗口 重复上述步骤 直到添加完所有需要的信号 按钮表示选中所有信号 完成仿真信号添加后 单击OK按钮 完成设置 4 输入激励信号 对输入波形进行编辑 确认其逻辑取值 输出波形不需要我们编辑 是由仿真自动生成的 单击加数信号名a 或者任意选中信号a的一段 使之变成蓝色条 则在波形编辑窗口左边的灰色图标全部变亮 提供各种仿真激励类型 如图 该例中我们只需要用到高低电平的设置就可以了 任意选中信号a或者b的一段 单击 设置高电平1 即可 完成激励信号设置后如图 5 保存波形文件 单击File SaveAs 将波形文件保存在D盘FULLADD文件夹中 文件名是 HALFADD 后缀名 vwf 观察ProjectNavigator窗口File栏 新增波形文件 6 仿真器参数设置 选择菜单Processing SimulatorTool 打开仿真参数设置窗口 在Simulationmode项内选择时序仿真 Timing 或者功能仿真 Function 在Simulationinput项 通过单击按钮 选择需要仿真的文件HALFADD vwf 然后单击Start进行仿真 使用Assignments Setting SimulatorSettings来进行仿真参数的设置 如图 然后通过Processing StartSimulation来进行仿真 7 观察仿真结果 在Quartus 中 波形编辑文件 vwf 和波形仿真报告 SimulationReport 是分开的 一般而言 仿真成功后会自动弹出波形报告窗口 如果没有 可以自行打开 选择Processing S