FPGA 可编程逻辑器04

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1、4.1数字系统设计流程4.2常用的PLD设计工具软件4.3QuartusⅡ简介4.4设计输入4.5设计的编译4.6设计的仿真验证4.7时序分析4.8器件编程4.9仿真工具ModelSim4.10QuartusⅡ软件使用技巧4.11仿真中应注意的问题第4章PLD设计工具软件14.1数字系统设计流程一、设计输入二、设计处理三、模拟仿真四、编程下载内容概要24.1数字系统设计流程图4-1数字系统设计流程分析系统功能和性能要求1划分功能模块2设计各子模块3各子模块进行综合、优化、仿真4对系统模拟仿真5自上而

2、下的方式如果仿真结果与预期要求不符，应修改设计，再重新仿真！34.1数字系统设计流程图4-2用PLD实现数字系统的设计流程设计输入图形HDL文本网表输入设计处理综合优化器件适配布局、布线功能仿真（前仿真）时序仿真（后仿真）在线测试下载编程模拟仿真123444.1数字系统设计流程（1）图形输入（GraphicDesignEntry）图形化、最直接的输入方式采用自顶向下逻辑分块的方法优点：适合描述连接关系和接口关系；便于进行接口设计和引脚锁定；容易实现仿真，便于观察信号；执行效率高、运行速度快。缺点：输

3、入效率较低；不便于描述复杂逻辑功能。1.设计输入将设计者所设计的电路以开发软件要求的某种形式表达出来，并输入到软件中。54.1数字系统设计流程（2）HDL文本输入优点：适于描述复杂逻辑功能；便于设计的保存、移植和复用；结果易仿真，便于观察；适于规范、易于语言描述、易于综合、速率较低的电路。缺点：依赖于好的综合器；描述连接关系和接口关系不直观。64.1数字系统设计流程（3）标准EDA设计输入（StandardEDADesignEntry）可直接移植其它EDA工具设计的电路，无须重新输入可接受的网表有E

4、DIF、VHDL、VerilogHDL格式网表输入时，两个系统中采用的库必须一一对应但仿真时信号不易于观测PLD器件的设计往往采用层次化的设计方法：将系统划分为几个功能模块；描述系统总功能的模块放置在最上层，称为顶层设计，一般用图形文件表示各子模块间的连接关系和芯片内部逻辑与管脚的接口关系；描述系统最基本功能的模块放置在最下层，称为底层设计，一般用HDL语言描述各子模块的逻辑功能。网表输入74.1数字系统设计流程（1）综合和优化综合：将模块化设计产生的多个文件合并为一个网表文件，并使设计层次平面化，

5、即将逻辑描述转换成一些基本模块（如触发器、逻辑门等）。优化：进行逻辑化简，去除冗余项，尽量减少器件资源的耗用。（2）器件适配（映射）将设计分为多个适合具体器件内部逻辑资源实现的逻辑小块的形式。（3）布局和布线布局：将已分割的逻辑小块放到器件内部逻辑资源的具体位置，使易于连线，且连线最少；布线：利用器件的布线资源完成各功能块之间和反馈信号之间的连接。（4）生成编程文件生成供器件编程使用的数据文件——编程目标文件。2.设计处理从设计输入文件到熔丝图文件（CPLD）或位流文件（FPGA）的编译过程。84.

6、1数字系统设计流程（1）功能仿真（前仿真）在设计输入阶段进行，不考虑信号时延的仿真——主要验证功能是否正确。（2）时序仿真（后仿真）在选择了具体器件、并完成了布局布线后进行的含有定时关系的仿真——主要验证功能和时序是否正确。（3）在线测试当器件编程后，利用实验手段在线测试器件的功能和性能指标。3.模拟仿真用户可在设计过程的每个阶段对每个模块或整个系统进行模拟仿真。94.1数字系统设计流程两种编程方式：在系统编程（ISP，In-SystemProgrammable）：PLD不必从电路板上取下来，通过下

7、载电缆利用计算机直接对器件进行编程，使器件、电路板或整个电子系统的逻辑功能可随时进行修改或重构。电路板上必须预留编程接口（如JTAG接口）。专用的编程器编程：PLD必须从电路板上取下来，插入编程器上的器件插座中，对器件进行编程。4.编程下载将设计阶段生成的编程目标文件装入到PLD器件中。ISP104.2常用的PLD设计工具软件一、Synopsys的SOC设计工具二、Synplify三、ispDesignEXPERT四、QuartusⅡ五、仿真工具ModelSim内容概要114.2常用的PLD设计工具

8、软件1.由芯片制造商提供提供了一个CPLD/FPGA的完全集成化设计环境只支持本公司的PLDPLD设计EDA工具软件的分类EDAToolProviderDescriptionMAX+PLUSⅡAltera早期PLD开发工具，易于学习和使用QuartusⅡAltera第4代EDA工具，功能强大，并适于SOPC开发FoundationXilinxXilinx的早期PLD开发工具ISEXilinxXilinx的最新PLD开发工具ispDesignEXPERT，ispLEVE