Cyclone IV 设计指南

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1、AN592:CycloneIV设计指南©2012年3月AN-592-1.2本应用笔记提供了一组简单易用的指南和一列在Cyclone®IV设计中需要考虑的因素。Altera建议在设计过程中遵循本应用笔记中介绍的指南。Altera®CycloneIV器件提供了一个最低功耗下的逻辑、存储器和输出信号处理(DSP)丰富组合。CycloneIV器件最适用于成本敏感的大批量应用，包括：显示器，无线基础设施，工业以太网，广播转换器和芯片到芯片桥接等。在设计的初期阶段对FPGA和系统进行规划是您成功的保障。本应用笔记介绍了Cycl

2、oneIV器件体系结构以及Quartus®II软件方面和在您的设计中使用的第三方软件。本应用笔记没有包括关于产品的全部详情，但通过本应用笔记中参考的其它文档，您可以获得详细的规范，器件特性描述和其它指南。本应用笔记中设计指南能够提高生产力，并能够避免一些常见的设计错误。表1描述了设计流程的各个阶段(根据通常情况下每一阶段执行的顺序)。1请参考第41页“设计检查列表”来验证是否遵循了本应用笔记中所介绍的设计指南。表1.设计流程阶段和指南主题汇总设计流程阶段指南主题第1页“系统规范”规划设计规范和IP选择第2页“器件选

3、择”器件信息，确定器件密度，封装类型，移植和速度等级第5页“早期系统和电路板规划早期功耗评估，规划配置方案和片上调试”第11页“电路板设计的管脚连接上电，电源管脚，PLL连接，去耦电容，配置管脚，信号完整性和板级验考虑因素”证管脚约束，早期管脚规划，I/O功能及连接，存储器接口，时钟和PLL选第18页“I/O与时钟规划”择，同步开关噪声(SSN)第27页“设计入口”编码风格和设计建议，SOPCBuilder,层次或者基于团队设计的规划第32页“设计实现、分析、优化综合工具,器件使用，消息，时序约束和分析，面积与时序

4、优化，编译和验证”时间，验证和功耗分析与优化f要了解关于CycloneIV器件体系结构的详细信息，请参考Altera网站的资料：CycloneIV器件部分。要了解关于CycloneIV器件的最新已知问题，请参考KnowledgeDatabase。系统规范在包含CycloneIV器件的系统中，FPGA通常在整个系统中扮演一个非常重要的角色，并影响着系统设计的其它部分。您必须在开始设计阶段对系统和FPGA创建详细的设计规范，并确定系统其它部分的FPGA输入和输出接口以开始设计过程。Altera公司©2012年3月AN5

5、92:CycloneIV设计指南第2页器件选择创建设计规范在创建您的逻辑设计或完成您的系统设计以前，详细的设计规范应该定义系统，指定FPGA的I/O接口，识别不同的时钟域，以及包括基本设计功能的结构图。关于包含知识产权(IP)模块的建议，请参考“IP选择”。多用些时间在创建这些规范上将有助于提高设计效率。1.创建详细的设计规范，并在适当的情况下制定出测试计划。2.提早规划时钟域、时钟资源以及I/O接口，并提供相应的结构图。制定功能验证计划，以确保团队能够了解如何验证系统。在此阶段制定一个测试计划还有助于根据可测

6、试性和可制造性进行设计。您可能需要验证所有设计接口的能力，例如，如果要执行内置自测试功能来驱动接口，那么可以在FPGA器件内部使用基于Nios®II处理器的UART接口。器件安装到系统后，其分析和调试的相关指导，请参考第10页“片上调试规划”。如果您的设计包括多个设计者，那么需要考虑一个公共设计目录结构。这样可以使设计整合阶段变得容易。关于基于团队设计的详细信息，请参考的第31页“层次及基于团队设计的规划”。IP选择Altera及其第三方IP合作伙伴提供了针对Altera器件进行优化的大量现成的IP内核选择。您可以

7、在设计中轻松地实现这些IP参数化模块，从而减少系统实现和验证时间，并使您能够专注于添加专属价值。IP的选择往往会影响到系统设计，特别是在FPGA与系统中的其它器件连接时。要考虑系统中的哪些I/O接口或者模块可以通过使用IP内核来实现，并计划在您的FPGA设计中组合这些内核。在你购买IP许可之前，用于很多IP内核的OpenCorePlus功能使您能够对FPGA进行编程以验证硬件中的设计。这种评估支持非受限模式(untetheredmode)或者受限模式(tetheredmode)，非受限模式的设计在有限时间内运行。受

8、限模式需要一个Altera串行JTAG电缆连接板级上的JTAG端口与在硬件评估期间运行QuartusIIProgrammer的主机。3.选择影响您系统设计，特别是I/O接口的IP。如果您打算将OpenCorePlus受限模式用于IP，那么要确保您的电路板设计支持这一模式4.的操作。f要了解关于可用IP内核的详细信息，请参考Altera网站的Intelle