原理图输入设计方法
原理图输入设计方法第三讲
第三章 原理图输入设计方法
8×8无符号乘法器
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第三章 原理图输入设计方法
仿真波形
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第三章 原理图输入设计方法
8×8有符号乘法器
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第三章 原理图输入设计方法
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第三章 原理图输入设计方法
一、以实现乘法器为例
实现一个8×8的无符号数乘法器 思考：
1.输入8bit的被乘数和乘数 a[?]、b[?] a[7..0] b[7..0] 2.输出是 p[15..0] …bit的乘积？
1.调用lpm_mult兆功能块 2.设置参数
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第三章 原理图输入设计方法
仿真波形
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第三章 原理图输入设计方法
注意
兆功能块虽然使用方便,但比宏功能块 占用更多的资源. 以LPM_MULT乘法器为例,当设置为 88位无符号乘法器时,目标器件选择为 MAX7000S系列(CPLD)的AUTO能编译 通过.但设置为88位有符号乘法器时,编 译通不过,这时,目标器件选择为 FLEX10K系列(FPGA)的AUTO就能编译 通过.
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第三章 原理图输入设计方法
LPM_MULT必须设置的参数
QuartusⅡ原理图输入设计法入门
2.编辑输入原理图文件
如图3.21，右侧空白处就是原理图的编辑区
图3.21 图形编辑界面
§ 3.2
比较器的完整原理图
Quartus II原理图输入法
2.编辑输入原理图文件
3.22
比较器的原理图
§ 3.2
1）元件的选择与放置
Quartus II原理图输入法
2.编辑输入原理图文件
双击鼠标的左键，将弹出Symbol对话框，或单击鼠标右键，在弹出的选择 对话框中选择Insert-Symbol，也会弹出该对话框。如图3.23所示P44
四、时序仿真设计文件
Quartus II原理图输入法
• 4.进行功能仿真
– QuartusⅡ软件中默认的是时序仿真，如果进行功能仿 真则需要先对仿真进行设置，步骤如下：
• 1）选择QuartusⅡ主窗口Assignments菜单下的Settings…命 令，可以进入参数设置页面，如下图所示，然后单击 Simulation Settings ，在右边的对话框中的Simulation mode 中选择“Functional”；
图3.25 引脚属性编辑对话框
§ 3.2
Quartus II原理图输入法
2.编辑输入原理图文件
3）设定各输入、输出引脚名 编辑好所有引脚后保存
§ 3.2
三、编译设计图形文件
Quartus II原理图输入法
执行Processing-Start Compilation,如图3.27进行编译
编译结束后会出现错误和警告提示
图3.27 执行编译命令
图3.29 输出信号对输入信 号延时时间报告
• QuartusⅡ软件中的编译类型有全编译和分步编译两种。 • 全编译的过程包括分析与综合（Analysis & Synthesis）、 适配（Fitter）、编程（Assembler）、时序分析 (Classical Timing Analysis)这4个环节，而这4个环节各自 对应相应的菜单命令，可以单独分步执行，也就是分步编 译。
实验1 原理图输入设计8位全加器
实验1 原理图输入设计8位全加器11电子2班 邓嘉明 学号：201124121228实验目的：熟悉利用Quartus Ⅱ的原理图输入方法设计简单组合电路，掌握层次化设计的方法，并通过一个8位全加器的设计把握利用EDA 软件进行电子线路设计的详细流程 实验工具：Quartus Ⅱ8.0 实验步骤：（1）工程设计步骤：（2）八位全加器设计步骤：实验内容：一、一位半加器（1）原理图设计：如图1-1图1-1一位半加器原理图（2）综合一位半加器综合报告：如图1-2图1-2 一位半加器综合报告图流动状态 软件版本 修复名称 顶层文件 器件系列所有逻辑资源所有寄存器 所有引脚 所有虚拟引脚 所有存储器 器件型号 时间模型（3）功能仿真半加器功能仿真波形图：如图1-3图1-3半加器波形仿真图半加器理论的结果：如表1-1结论：图所以波形图仿真时成功的。
（4）时序仿真半加器时序仿真波形图：如图1-4图1-4 半加器时序仿真波形图结论：时序仿真没有出现毛刺，只能说明这次试验比较幸运。
延时情况：如图1-5注：tsu（建立时间），th（保持时间），tco（时钟至输出延时），tpd（引脚至引脚延时）图1-5 半加器时序仿真延时情况（5）封装一位半加器的封装：如图1-6图1-6 一位半加器封装二、一位全加器（1）一位全加器原理图设计：如图2-1图2-1 一位全加器原理图（2）综合一位全加器综合报告：如图2-2图2-2 一位全加器综合报告（3）功能仿真一位全加器功能仿真波形图：如图2-3果，所以波形图仿真时成功的。
（4）时序仿真一位全加器时序仿真波形图：如图2-4图2-4 一位全加器时序仿真波形图结论:一位全加器时序仿真结果没有出现毛刺，只能说明这次试验比较幸运。
延时情况：如图2-5图2-5 一位全加器时序仿真延时情况（5）封装一位全加器封装：如图2-6图2-6 一位全加器封装三、八位全加器（1）原理图设计一个8位全加器可以由8个1位全加器构成，加法器间的进位可以串行方式实现。
EDA原理图输入设计方法
实验一 原理图输入设计实验一、实验目的1、 初步了解MA*＋plus Ⅱ软件。
2、 学习和掌握原理图输入方式，了解设计这一种迅速入门的便捷工具。
3、 学习和掌握EDA 的波形分析工具及分析方法。
二、实验要求1、 设计半加器的原理图。
2、 用仿真的方法，进展半加器的波形分析。
3、 生成半加器的底层器件。
4、 组成一位全加器。
5、 在EDA 实验箱上下载实验程序并验证一位全加器。
三、实验设备1、 装有MA*＋plus Ⅱ计算机 一台2、 EDA ——Ⅳ实验箱 一台四、实验原理1、 用门电路连接成1位半加器，完成原理图的设计，输入输出信号须用端口连接。
其真值表见表1.12、 用波形分析的方法验证半加器的逻辑关系。
3、 用半加器、与或门等逻辑电路组成1位全加器,其真值表见1.24、 下载软件进入实验箱验证五、实验步骤 1、半加器原理图输入1． 1先建立自己目标的文件夹，D: \ E* \ Z04** \ you*\e** 。
1．2双击MA*+LUSE II 图标，进入MA*＋PLUS Ⅱ管理器。
原理图输入的操作步骤如下： （1） 建立我们的第一个工程，单击管理器中的FILE 菜单〔单击鼠标左键，以后如有特殊说明含义不变〕，将鼠标移到Project 选项后，单击Name 选项，指定工程如图1.1所示。
表1.2 全加器真值表表1.1 半加器真值表图1.1 指定工程名的屏幕在Project Name的输入编辑框中，键入设计半加器工程名称"hadder〞，屏幕如图1.1所示：(注意工程所存放的目录)：（2）再在管理器中单击File \ New选项，设定图形文件。
选择Graphic Editor file，单击OK按钮后，便进入到MA*+PLUSE II 的图形编辑器。
（3）归属工程文件 File \ Project \ Set Project to Current File；（4）保存半加器的文件名；屏幕如图1.2所示；图1.2 欲保存文件前的屏幕（5）如图1.3所示，选择图形编辑器的Symbol Name 输入编辑框中键入AND2后，单击ok按钮。
EDA教程 第四章_原理图输入方法
KX
康芯科技
最后点击" 最后点击"OK"
图4-9 列出并选择需要观察的信号节点
用此键选择左窗 中需要的信号 进入右窗
KX
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(3) 设置波形参量. 设置波形参量.
消去这里的勾, 消去这里的勾, 以便方便设置 输入电平
图4-9 列出并选择需要观察的信号节点
菜单中消去网格对齐Snap to Grid的选择 消去对勾 的选择(消去对勾 图4-10 在Options菜单中消去网格对齐 菜单中消去网格对齐 的选择 消去对勾)
目 标 器 件 引 脚 名 和 引 脚 号 对 照 表
KX
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选择实验板上 插有的目标器件
键8的引脚名 的引脚名 键8的引脚名 的引脚名 对应的引脚号
KX
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引脚对应情况
实验板位置 1, 8: 1, 键 8: 2,键7 , 3,发光管8 ,发光管 4,发光管7 ,发光管 半加器信号 a b co so 通用目标器件引脚名 PIO13 PIO12 PIO23 PIO22 目标器件EP1K30TC144引脚号 引脚号 目标器件 27 26 39 38
(4) 设定仿真时间. 设定仿真时间.
KX
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选择END TIME 选择 调整仿真时间 区域. 区域.
选择60微秒 选择 微秒 比较合适
图4-11 设定仿真时间
(5) 加上输入信号. 加上输入信号.
KX
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(6) 波形文件存盘. 波形文件存盘.
用此键改变仿真 区域坐标到合适 位置. 位置.
(3) 了解设计项目速度 延时特性 了解设计项目速度/延时特性
KX
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图4-37 寄存器时钟特性窗
EDA2.2原理图输入设计法
（6）硬件验证设计结果
[例2]秒表电路的设计
编译、综合和适配秒表顶层设计文件，下 载进入目标器件EPF10K10中。选EDA GW48实验电路的模式NO.7。用6个数码 管显示计时结果；“数码8”和“数码7”显示 分的计时结果。“键8”与秒表电路ENA连 接，作为计时开始和结束控制；“键7”与 CLR信号连接，作为秒表的清除键。输入 的3MHz频率从“Clock9”引入，用电路 跳线选“3MHz”。
键1 0 键9
键8
键7
键6
键5
键4
键3
键2
键1
键1 1 键1 2
1 .8 V
电
压
源
模
块
在线下载通讯接口
实验电路结构图NO.0
数码8
数码7
数码6
数码5
数码4
数码3
数码2
数码1
译码器 译码器 译码器 译码器 译码器 译码器 译码器 译码器
D8
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
PIO7
PIO6
PIO5
PIO4
[例3]8位频率计电路的设计
编译、综合和适配8位频率计顶层设计文件， 下载进入目标器件EPF10K10中。选 GW48实验电路的模式NO.3。用8个数码 管显示测频结果；
[例4]抢答器电路的设计
编译、综合和适配抢答器顶层设计文件， 下载进入目标器件EPF10K10中。选 GW48实验电路的模式NO.5。“键8”是 主持人开关，“键7”至“键1”是抢答按键， 用“数码8”显示抢答选手的编号。
验
开
发
目
标
芯
片
视频接口
Quartus原理图输入法指南
提示： *需提前拷贝好文件 (.bdf或.gdf) *仅拷贝所需文件 *拷贝到工程目录中 *文件被调用时默认 已加入工程文件
3
3、选择所用FPGA型号，单击Next
提示： *下载与之有关 *课程实验台中 芯片为Cyclone的 EP1C6Q2单击Next
*可给连接线命名，源处、目标处同名表示已实现连接
9
⑶输入/输出管脚的设定 *按需选择input、output元件，并与相应元件管脚连接 *对所有input、output元件进行命名
提示： *命名尽量简明 *Node、Bus、Conduit 的命名规则不同 *其它元件实例名亦可 修改
3、保存原理图设计文件 从菜单File→Save进入、或使用工具条，可保存文件
☆编译是相对工程文件而言的，必须先打开工程文件！ 1、设置顶层文件
*在窗口Project Navigator→Files中，选中目标文件后、 点击鼠标右键，即可设置为顶层文件
*进入菜单Project，亦可将当前编辑文件设置为顶层文件
12
2、编译顶层文件 *选择菜单Processing→Compiler Tool后，点击Start即可
待换
24
⑶选择编程模式及配置文件 *在编程窗口Mode栏中，选择JTAG模式 *核对下载文件路径及文件名，可用Add File手工选择 *选中下载文件的Program/Configure复选框
待换
25
⑷配置下载 *在编程窗口中，单击Start，对目标FPGA器件配置下载
待换
*下载失败时，根据提示的错误信息，作相应处理 *下载成功后，即可进行所设计电路的硬件调试、测试
*在编辑区可移动元件，放置到合适的位置
8
⑵元件的连接 *根据源处/目标处管脚类型，使工具箱相应连接线有效 *在源处按下鼠标左键、移至目标处、松开鼠标左键即可
第六讲1 原理图设计输入 3-8译码器的设计
东北石油大学
EDA原理与应用
1）、软件的启动：
进入Altera 软件包，打开MAX+plus II 10.0 软件,如下图所示。
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2）、启动File \ New 菜单，
弹出设计输入方式选择窗口，如下图所示：
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3）、选择Graphic Editor File，单击ok 按钮： 打开原理图编辑器，进入原理图设计输入电路编辑状态，如下图所示：
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一）添加仿真激励信号波形
1）启动ＭaxplusII\Ｗavefrom editor 菜单， 进入波形编辑窗口，如下图所示。
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2）将鼠标移至空白处并单击鼠标右键，出现如下 图所示对话窗口
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3）选择Ｅnter nodes from snf 选项并按左键 确认，出现下图所示对话筐，单击和按钮，选择 欲仿真的所有Ｉ／Ｏ管脚。
EDA原理与应用
3－8 译码器 的设计
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EDA原理与应用
原理图设计输入法 这是一种最直接的输入方式，它使用软件系统提供 的元器件库及各种符号和连线画出原理图，形成原 理图输入文件。这种方式大多用在对系统及各部分 电路很熟悉的情况，或在系统对时间特性要求较高 的场合。当系统功能较复杂时，原理图输入方式效 率低，它的主要优点是容易实现仿真，便于信号的 观察和电路的调整。
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东北石油大学
EDA原理与应用
从上图可以看到，我们这个电路在实际工作时， 激励输出有6.4 个ns 的延迟时间。至此，你以完 成和掌握了电路仿真功能的基本应用。在对电路 进行时序分析时，有很多定时分析模式，有兴趣 的读者可以自己试着使用该功能，在某些时候这 些不同分析模式所确定参数有可能对您的设计项 目分析很有用。
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d[5..0]
INPUT VCC
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d0 d1 d2 d3 d4 d5
AND6
第三章 原理图输入设计方法
节点
引脚间的连线（细线）可以称为节点， 节点是可以命名的，命名规则与引脚相 同。 如果不想连线太多，可以对本质上相 连的节点取一致的名称
3
d[5..0]
INPUT VCC
d[5..0] d0 d1 d2 d3 d4
AND6
选中一条细线，当 有小■闪烁时，表 示可以进行命名
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第三章 原理图输入设计方法
3.保存文件 注意最上面的标题栏： 有可能不是 Untitled1 这里是指示环境的当前设计项目
注意此时的文件名 “Untitled1”
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第三章 原理图输入设计方法
第 14 页
第三章 原理图输入设计方法
第 16 页
将当前设 计设置为 工程文件
第三章 原理图输入设计方法
5.编译Compile
按下
1.若有错误－>双击Message栏中的红字
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第三章 原理图输入设计方法
第 18 页
第三章 原理图输入设计方法
正确
注意：此时菜单栏中 出现了Processing选项
编译器网 表cnf
逻辑综合
第三章 原理图输入设计方法
第三章 原理图输入设计方法
第 1 页
第三章 原理图输入设计方法
3.1 原理图设计方法 原理图编辑流程
准备：安装max＋plusII并进入该环境
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第三章 原理图输入设计方法
STEP1：建立工 作库文件夹 STEP2：输入设计项目 原理图/VHDL文本代码 STEP3：存盘，注意 VHDL文件取名！
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第三章 原理图输入设计方法
元件的编辑
移动 旋转
1.右键菜单 2.Edit菜单
删除 复制
1.简单的方法，“ctrl＋移动”
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第三章 原理图输入设计方法
连线
简单的方法：
1.将两个元件的引脚处对齐，拖动一个元 件，自动形成连线
按下橡皮筋 按钮
2.用鼠标画
两个引脚的连线不能重叠
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第三章 原理图输入设计方法
调出符号 双击空白处 单击右键－>enter symbol
第 6 页
第三章 原理图输入设计方法
可以直接输入符号名，如 input，and2，7474等 符号库，第一行是用户 的工作库（Work Library） 路径。点击任一个库的 路径，都会在Symbol Files下显示所有的符号 文件名。 最后点击“ok”
波形为高电平 波形为不确定态 波形为高阻态 波形反相 为波形赋时钟值
为波形赋计数器值
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第三章 原理图输入设计方法
对成组输入端子设置波形
为群组信号赋值
怎样合组？
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第三章 原理图输入设计方法
7.启动仿真
按下仿真按钮
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第三章 原理图输入设计方法
设置仿真栅格单位的意义
仿真栅格单位Grid Size: 规定每个栅格 的最小时间单位 ，时间值显示在每个 栅格竖线的上方。
1.建立一个新的原理图文件
File > New 选择Graphic Editor file (gdf 格式文 件)
第 4 页
第三章 原理图输入设计方法
2.输入元件
Max+plusII的内建函数
基本元件库——prim，常用基本元件库， 如AND、OR、VCC、GND、INPUT、OUTPUT 中规模器件库——mf，数字电路中一些中 规模器件库，如74系列逻辑器件。 较大规模器件库——mega_lpm，一些比 较大的并可做参数设置的元件，使用中需要 对其参数进行设置，称为参数可设置兆功能 库.
注意
1.为了方便同一个项目下的文件查找方便， 最好事先特别建立一个目录为该项目的专 用目录，目录下存放所有相关的文件 2.文件的路径不能包含汉字，不能用空格 3.保存的文件名不要和库文件名相同，如 and2、7402等等
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第三章 原理图输入设计方法
4.将当前设计设置为工程文件
新建一个 Project
适配 rpt
装配
数据库建 库
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逻辑分割
时序仿真网 表文件snf
第三章 原理图输入设计方法
时序仿真与功能仿真
第 20 页
第三章 原理图输入设计方法
编译器网 表cnf
功能仿真网 表文件snf
数据库建 库
第 21 页
第三章 原理图输入设计方法
6.建立仿真文件
创建仿真波形文件
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仿真栅格单位是设置时钟周期 的最小单位，即时钟周期最小等于 栅格单位，最大等于栅格单位的倍 数。P46（思考题：如何设置Grid Size？时钟信号周期如何设置？）
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第三章 原理图输入设计方法
Grid Size
Options-> Grid size
输入网格值， 默认100ns
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连线不能进入元件的虚线框内部
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第三章 原理图输入设计方法
引脚的命名
双击引脚名
注意
1.第一个字符必须为英文，以后可用下划 线、数字等组合 2.下划线前后要有字母或数字 3.“/”“-”“%”都是非法的 4.大小写的意义一样
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第三章 原理图输入设计方法
总线
先画一条线－>单击右键－> Line style－>粗线 引脚名或总线名的规则为****[m..n]或 者[n..m]，其中m>n≥0，最多可以代表 256个引脚名。一般采用[n－1..0]。
设置仿真终止时间的意义
第三章 原理图输入设计方法
仿真终止时间End Time:规 定何时终止施加输入向量。系统 默认为1us，对简单逻辑电路足 够了，但复杂电路需要仿真的时 间远远超过1us，要人工重新设 置。 (如何设置End Time？)
STEP6：建立仿 真波形文件
STEP5： 启动编译
STEP4：将设计项 目设置成Project
STEP7：功能仿 真和波形分析
STEP8： 选择目标器件
STEP9：引脚 锁定并编译
STEP12： 硬件测试
STEP11：编程 下载/配置
STEP10：时序 仿真和延时分析
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第三章 原理图输入设计方法
第三章 原理图输入设计方法
注意，波形文件（scf）的名称一定 要与对应的原理图文件的名称（gdf）相 同
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第三章 原理图输入设计方法
第 24 页
第三章 原理图输入设计方法
1
3
2
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4
第三章 原理图输入设计方法
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第三章 原理图输入设计方法
对单个输入端子设置波形 波形为低电平