《FPGA技术基础》实验三

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1、实验三使用QuartusII软件进行电路设计(二)电路仿真在DE2平台上实现该电路之前，我们先在QuartusII软件屮对电路进行仿真，以测试设计的止确性。在仿真Z前，先要建立一个矢量波形文件，包含输入信号的波形，另外还要指定所要观察的输出信号。仿真时仿真工具将矢量波形作为输入加到电路模型上并观察其响应，按照以下步骤建立矢量波形文件：(1)用File>New菜单打开新建文件对话框。图2.21矢量波形编辑器窗口(2)单击OtherFiles,选择VectorWaveformFile,如图2.20所示。图2.20建立-•个矢量波形文件⑶单击0

2、K按钮，打开矢量波形编辑器窗口，并保存矢量波形文件为light.vwf,如图2.21所示。⑷用Edit>EndTime菜单设定仿真终止时间为200nso用View>FitinWindow菜单在窗II屮显示整个仿真的时间范围。⑸将要仿真的输入/输出等电路节点加入到波形屮来。用Edit>InsertNodeorBus菜单或在图2.21的Name栏空白处双击，打开如图2.22所示的窗口。单击“NodeFinder..：按钮,打开如图2.23所示的窗口，在FilterT*拉框屮选择所要寻找节点的类型,这里我们选择Pins:all,单击List按钮

3、，在NodesFound框屮列岀所有的引脚。将要仿真的节点添加到SelectedNodes框中。这里我们将xl、x2、f全都选择。单击OK按钮关闭NodeFinder对话框,再按OK按钮返回波形编辑器窗口，如图2.24所示。InsertModeorBus图2.22InsertNodeorBus对话框图2.23NodeFinder窗M图2.24需要仿真的节点(6)接下来要做的事情是利用波形编辑工具绘制输入端xl和x2的波形，输出f的逻辑值由仿真器自动生成。用EdioValue菜单下的各种工具修改波形，或者用窗口左侧工具栏屮对应的工具改变波形

4、。最后保存矢量波形文件。仿真分为功能仿真(FunctionalSimulation)和时序仿真(TimingSimulation)o功能仿真认为FPGA屮的逻辑单元和连线是完美的，且信号传输屮不存在传输延迟。这种仿真比较简单，用來考察电路功能的正确性，在输入端加入各种口J能的激励，观察输出端的响应是否满足设计要求。吋序仿真则比较复杂，考虑了信号传输中的延迟。功能仿真的步骤如下：(1)用Assignments>Settings菜单打开Settings窗口。(2)在窗口左侧的设置分类列表中，选择SimulatorSettings,Quartu

5、sII已经把工程屮唯一的.vwf文件light.vwf作为仿真输入文件。在Simulationmode屮选择Functional,设置仿真模式为功能仿真。如图2.25所示。(3)按0K按钮，完成设置。(4)用Processing>GenerateFunctionalSimulationNetlist菜单产生功能仿真所需要的网表。(5)用Processing>StartSimulation菜单或人工具按钮启动功能仿真。仿真结束后，QuartusII提示仿真完成，并自动切换到SimulationReport窗口。窗口的左侧是仿真报告的分类列表

6、，窗口右侧是仿真波形图，并在窗口中提示仿真模式为功能仿真。图2.25设置仿真模式时序仿真的步骤如下:(1)用Assignments>Settings菜单打开Settings窗口。(2)在窗口左侧的设置分类列表中选择SimulatorSettings,QuartusII已经把工程中唯一的.vwf文件light.vwf作为仿真输入文件。在Simulationmode中选择Timing,设置仿真模式为吋序仿真。(3)按0K按钮，完成设置。(4)用Processing>Start>StartAnalysis&Synthesis菜单、Process

7、ing>Start>StartFitter菜单和Processing>Start>StartTimingAnalyzer菜单-牛成吋序仿真所需要的网表。(5)用Processing>StartSimulation菜单或眾工具按钮启动时序仿真。仿真结束后，QuartusII提示仿真完成，并自动切换到SimulationReport窗口。窗口中提示仿真模式为吋序仿真。由于吋序仿真考虑了FPGA内部逻辑单元和连线的延吋等信息,因此会出现延时现象。注意比较两种仿真的不同。编程与配置FPGADE2板上内嵌了USBBlaster下载组件，可以通过一•

8、条USB连接线将DE2板与电脑相连，通过两种模式配置FPGA,不同的配置模式选择不同的配置文件。具体的操作过程在上第一个实验中已经学习，请大家自己进行操作。思考：1、QuartusII环境下对