Ввод и редактирование схемы
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ГОУ ВПО «ИЖЕВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» КАФЕДРА «ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА»
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ По дисциплинам «Основы комплексной автоматизации проектирования и производства СВТ» «Организация ЭВМ и систем» (Часть I )
Ижевск 2008
УДК 681.32.003 Составитель: канд.техн.наук, доцент кафедры «ВТ» К. Ю. Петухов.
Методические указания содержат основные сведения по работе в САПР QUARTUS II v. 4.1 WEB EDITION, а также приводится описание лабораторного стенда SDK 6.1, способы его подключения и конфигурирования. Методические указания предназначены для выполнения лабораторных работ по дисциплинам «Основы комплексной автоматизации проектирования и производства средств вычислительной техники», «Организация ЭВМ и систем».
Ил. 33. Табл. 2. Библиограф.: 2 назв.
Рецензент: канд.техн.наук, доцент кафедры «РАДИОТЕХНИКА» О. Б. Юминов
Ó Петухов К. Ю. Содержание ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………………...............4 2. Процесс Создания проекта............................................................................. ....….. 5 Начало создания проекта.......................................................................................................5 Создание нового файла проекта...……………...……………………............….……….....7 Ввод и редактирование схемы……………………………..……………………….….…...7 Рисование цепи……………………………………………………………………….…..…10 Присвоение имени цепи.…………………………………………………………………....11 Задание констант «0» и «1»………………………………………………………………...11 Рисование шины……………………………………………………………….………........11 Формирование собственной библиотеки МАКРОЭЛЕМЕНТОВ……………………………………………………………………...….... 11 Создание макроэлемента……………………………………………………………..….....13 Выбор подсхемы из библиотеки……………………………………………...……..…......13 Редактирование УГО макроэлемента……………………………………………..…….....13
4. КОМПИЛЯЦИЯ ПРОЕКТА…………………………………………………….……….…...14 5. моделирование схемы…………………………………………………18 6. ПОДГОТОВКА К РАЗМЕЩЕНИЮ СХЕМЫ……………………………….….….21 Редактор Назначений (Assignment Editor)………………………………………………...21 Поуровневый планировщик (FloorРlan Editor)……………………………………….…...23
7. реализация проекта на стенде SDK 6.1…..………………..….26 Особенности SDK-6.1…………………………………………………………….…….….26 Назначение SDK-6.1……………………………………………………………….…….....26 Подготовка схемы для размещения ее на кристалле…………………….…….………....27 Состав и параметры SDK-6.1………………………………………….………….………..28 Структурная схема SDK 6.1………………………………………………….………….....30 Конфигурирование ПЛИС…………………………………………….……….……….….29 8. ЛИТЕРАТУРА …………………………………………………………………………….....…34
ПРИЛОЖЕНИЕ……..………………………………………………….…….………..…….……35 Таблица распайки выводов и сигналов ПЛИС и элементов управления стендa…..…....35 Таблица каналов дискретного ввода-вывода…………………………………….………..36 Тест стенда SDK-6.1…………………………………………………...………….…….…..38
ВВЕДЕНИЕ
Основные возможности пакета Quartus II v.4.1: · Различные способы ввода поведенческих , потоковых и структурных описаний проекта · Интегрированные средства помощи для создания сложных проектов Mega Wizard & SOPC · Система синтеза проекта · Система размещения внутренних ресурсов и разводки ПЛИС · Система моделирования проекта · Система временного анализа и анализа потребляемой энергии проекта · Система программирования ПЛИС · Средства оптимизации быстродействия проекта - LogicLock · Система интеграции с другими САПР · Система проектирования блоков цифровой обработки сигналов (DSP) · Поддержка использования IP-модулей (IP-Cores - от англ. Intellectual Property – интеллектуальная собственность) · Поддержка ОС – Windows, Linux, Solaris, HPUS
Способы ввода описания проекта в рамках пакета Quartus II:
ü Текстовый ввод (VHDL, AHDL, VerilogHDL) ü Посредством редактора памяти (Hex-, Mif-файлы) ü Схемный ввод (Block Diagram File) · Импорт проекта из других САПР в виде списка соединений (EDIF Netlist File) · Использование мегафункций фирмы Altera и IP- модулей · Сочетание различных способов
Текстовый ввод описания проекта:
· Возможности: Ø Нумерация линий Ø Использование заготовок языковых конструкций Ø Отображение ключевых слов цветом · Используемые языки Ø AHDL (Altera Hardware Design Language) - <файл .tdf> Ø VHDL (Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language - язык описания аппаратных средств сверхбыстродействующих интегральных микросхем) - <файл .vhd> Ø VerilogHDL (Verilog Hardware Description Language) - <файл .v>
Схемный ввод описания проекта: При схемном вводе описания проекта могут использоваться: · Простейшие логические элементы (примитивы) · Параметризируемые модули · Мегафункции компании Altera · Ранее созданные компоненты Вход в систему
Для входа в систему Quartus II v.4.1 Web Edition необходимо на рабочем столе Windows дважды щелкнуть мышью пиктограмму системы: Начало создания проекта Работа в системе начинается либо с выбора уже существующего проекта File -> Open Project … (Ctrl + J), либо с создания нового проекта File -> New … ( Ctrl + N ). Создайте новый проект: выберите из меню File пункт New Project Wizard… - мастер создания новых проектов. В открывшемся окне нажмите кнопку Next и в окне для задания текущей директории проекта заполните все строки (в данном случае текущий проект будет назван top и будет создана директория по адресу C:/Program Files/altera/Primer- рис.1), нажмите кнопку Next несколько раз до тех пор, пока не дойдете до окна « Device Family». Рис.1 Меню задания текущей директории проекта
В окне «Device Family» выберите семейство «Cyclone», а на вопрос: «Хотите ли вы выбрать конкретную модель?» ответьте утвердительно. В следующем окне « Select a Target Device» значение Speed Grade выберите равным 8, а тип кристалла – EP 1 C 3 T 144 C 8 – это марка ПЛИС типа FPGA, использованной в лабораторном стенде.
Следующие файлы автоматически генерируются мастером New Project Wizard: - Project Configuration File – файл хранит конфигурацию проекта, Имя, задаваемое по умолчанию – <имя_проекта.quartus>. Может редактироваться в текстовом редакторе. - Project Settings File - файл с установками проекта - имя, задаваемое по умолчанию – <имя проекта.PSF >.
Создание нового файла проекта
После создания нового проекта произведем создание нового файла проекта. Меню File пункт New… в открывшемся диалоговом окне Рис.2 выберем тип создаваемого файла.
Рис.2 Меню выбора типа файла проекта
На закладке Device Design File можно выбрать:
- АHDL File – создать файл с описанием проекта на языке AHDL, - Block Diagram/Schematic File – создать описание проекта в виде схемы, - EDIF File – файл Electronic Design Interchange Format, - VerilogHDL File – создать файл с описанием на языке VerilogHDL, - VHDL File – создать файл с описанием на языке VHDL. Создадим файл, содержащий описание схемы. Для этого выберем пункт Block Diagram/ Schematic File и нажмем OK. На рабочей панели Quartus II откроется окно с файлом Block1. bdf, в котором и создадим наш проект.
Файлы графического редактора, созданные в Quartus II не могут быть открыты в системе Quartus 1.1 и более ранних версиях, включая САПР МАХ PLUS.
Ввод и редактирование схемы Графический (Схемный) редактор позволяет увеличивать или уменьшать масштаб изображения проекта на экране, выбирать размер шрифта, задавать стили линий, получать зеркальное отображение, поворачивать выделенные фрагменты на 90, 180 и 270 градусов, задавать размер и ориентацию текущего листа схемы (рис. 3).
При создании схемы могут использоваться: – Простейшие логические элементы, триггеры, элементы ввода-вывода и другие элементы (primitives); – Параметризируемые модули (мегафункции, megafunctions) - созданные фирмой Altera модули с нефиксированными параметрами; – Ранее созданные (в текстовом или графическом редакторах) компоненты. Для операций создания схемы применяется следующая панель инструментов (рис. 3).
Рис. 3 Свойства панели инструментов * “ Rubberbanding“ или “ Rubber- banding“ – отангл. «эластичное соединение, соединение резиновой нитью» (в компьютерной графике) – при выбранной функции соединение (цепь, проводник или шина) останется неразрывно связанным с элементом при его перетаскивании в другое место. Рассмотрим процедуру создания простой схемы на примере. На рис. 4 приведена схема, которую следует ввести в графическом редакторе..
Рис. 4. Логическая схема В схеме используются два элемента AND2 (2И) и один элемент NOR2 (2ИЛИ-НЕ). Эти элементы являются стандартными для системы Quartus II (т. н. «примитивы»), доступ к ним осуществляется как показано на рис. 5. Также можно просто ввести наименование элемента в поле «Name».
Рис. 5 Окно Symbol Tool Подключите ко всем внешним контактам схемы входные и выходные элементы и дайте им названия (например, А1, А2, А3, А4 и F) (рис. 6);
Рис. 6. Логическая схема с подключенными внешними элементами
На рис. 7 показано как задать имя и тип элементов ввода-вывода в схемном редакторе.
Рис.7 Окно Pin Properties Рисование цепи
Создание новой цепи осуществляется путем рисования ее фрагментов. Фрагмент цепи - это отрезок, соединяющий два объекта. Объектом является либо контакт (входной или выходной) элемента, либо цепь. Таким образом, фрагмент цепи соединяет контакт с контактом, контакт с цепью, цепь с контактом. Рисование фрагмента цепи выполняется не прорисовкой конфигурации соединения, а только указанием соединяемых объектов, фрагмент цепи прорисовывается автоматически. Можно начать рисование фрагмента цепи и на свободном поле, но закончить его вы должны на объекте. Щелкните на панели инструментов (рис. 3) 1. кнопку «Рисование цепи» (Orthogonal Node Tool). Курсор примет вид перекрестия с маленькой пиктограммой цепи. 2. укажите щелчком левой клавиши мыши первый объект или желаемую точку на свободном поле (начало фрагмента цепи), затем вторым щелчком - второй объект (конец фрагмента цепи). После этого на экране появится автоматически прорисованный фрагмент цепи. 3. Повторите действия пункта 2 для рисования всей цепи. Для перемещения цепи: 1. Переместите курсор на цепь и нажмите левую клавишу мыши. 2. Не отпуская клавишу, переместите цепь на требуемую позицию и отпустите клавишу мыши. Для удаления цепи: 1. Щелкните мышью цепь, которую вы хотите удалить. Она будет выделена синим цветом. 2. Нажмите на клавиатуре клавишу Delete. Присвоение имени цепи: 1. Щелкните правой кнопкой мыши на цепи, которой вы хотите присвоить имя. Откроется окно Node Properties (рис. 8). 2. Введите имя и нажмите кнопку OK.
Рис. 8 Окно Node Properties Задание констант «0» и «1» Для подачи на вход элемента постоянного сигнала «0» необходимо подсоединить к нему символ «земля». Для этого из библиотеки элементов (кнопка «Symbol» на рис. 3 или выберите команду Edit->Insert Symbol) необходимо извлечь элемент с именем GND. Для подачи на вход элемента постоянного сигнала «1» необходимо подсоединить к нему символ «питание». Для этого из библиотеки элементов необходимо извлечь элемент с именем VCC. Элементы удобно выбирать, задавая их имя в поле «Name».
Рисование шины Для более наглядного представления схемы и создания удобств ее рисования в системе предусмотрено использование шин. Шина - это совокупность одиночных проводников, изображаемая на рисунке одной утолщенной линией. Имя шины состоит из идентификатора и индексных пределов, заключенных в квадратные скобки: BUS_ NAME [ X.. Y], где X и Y - целые числа больше или равные 0. Каждый проводник (сигнал), входящий в шину, получает имя шины и индекс: BUS_NAMEN, где n - индексное значение, заключенное между X и Y. Например, шина DATA[3:0] представляет набор дискретных сигналов: DATA3, DATA2, DATA1, DATA0, здесь DATA3 - старший бит шины, а шина DATA[0:3] представляет тот же набор сигналов, но в обратном порядке: DATA0, DATA1, DATA2, DATA3, здесь старший бит шины - DATA0. Это позволяет изменять соединения в схеме без удаления и перерисовки шинных соединений, для этого достаточно в имени шины поменять местами индексы X и Y.
Имя шины не должно заканчиваться цифрой. Иначе могут быть непредвиденные подключения. Например, шины DATA1[0:7] и DATA[0:10] совместно используют сигнал DATA10, который является членом обеих шин. Для примера приведем схему шинного соединения:
Рис. 9. Шина BUS[5..0] c подключенными контактами Как видно из рис. 9 выходы QА … QЕ сдвигового регистра (Shift Register) получают имена QА … QЕ и выходят на некую комбинационную схему. Следует заметить, что проектирование только в графическом редакторе является непрофессиональным. Связано это с тем, что зачастую синтезируемые логические функции достаточно громоздки, и рисовать полученную комбинационную схему весьма долго и трудоемко, к тому же теряется прозрачность решения. Создавать проект только в текстовом редакторе тоже не следует по той же самой причине - теряется наглядность. Поэтому разработка любого цифрового устройства должна носить «тексто-графический» характер
Популярное: Генезис конфликтологии как науки в древней Греции: Для уяснения предыстории конфликтологии существенное значение имеет обращение к античной... Организация как механизм и форма жизни коллектива: Организация не сможет достичь поставленных целей без соответствующей внутренней... Почему двоичная система счисления так распространена?: Каждая цифра должна быть как-то представлена на физическом носителе... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (335)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |