Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Лабораторная работа №6

Проектирование цифровых устройств

на основе ПЛИС фирмы Altera в САПР Quartus II

Цель работы: изучить и практически овладеть проектированием цифровых устройств на базе программируемых логических интегральных схем (ПЛИС) фирмы Altera с помощью системы автоматизированного проектирования (САПР) Quartus II.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

1 Основные определения

Блочно-иерархический подход к проектированию заключается в выделении для сложного объекта иерархических уровней сложности и разделении процесса проектирования на соответствующие им этапы – иерархические уровни проектирования.

Например, для БИС можно выделить следующие иерархические уровни сложности:

1. БИС; 2. функциональный блок; 3. функциональный узел; 4. функциональная ячейка; 5. логический элемент; 6. компонент.

БИС представляется на первом уровне проектирования как «черный ящик», на втором – укрупненной схемой с элементами в виде функциональных блоков, на третьем - функциональной схемой, элементы которой функциональные узлы (регистры, счетчики, сумматоры, дешифраторы и т. д.), на четвертом – в виде совокупности функциональных ячеек (топологически законченных аналоговых или цифровых элементов библиотеки, например триггеров), на пятом - в виде логической электрической схемы с логическими элементами (например, И-НЕ, ИЛИ-НЕ, И, ИЛИ), на шестом - электрической схемы, как совокупности компонентов (транзисторов, резисторов, конденсаторов).

При блочно-иерархическом подходе проектируется не весь сложный объект целиком, а на каждом уровне в соответствии с выбранным способом декомпозиции проектируются определенные функциональные составные части объекта с соответствующей степенью детализации. С каждым иерархическим уровнем получаем большую степень детализации.

Различают две стратегии проектирования: нисходящее проектирование (сверху вниз, когда задачи верхних иерархических уровней проектирования решаются до задач нижних уровней) и восходящее (снизу вверх при противоположной последовательности решения задач).Выбор той или иной стратегии в основном определяется постановкой задачи на проектирование, объемом исходной информации и техническими требованиями к проектируемому объекту.

Программа САПР Quartus II использует блочно-иерархический подход.

Проект в пакете Quartus представляет собой полный набор файлов проекта, файлов назначений, файлов моделирования, системных установок и информации об иерархической структуре проекта.

2 Алгоритм проектирования в САПР Quartus II

Представленный в разделе 3 проект создается по нисходящей иерархической методологии проектирования.

1. Создается общая блок-схема верхнего уровня иерархии;

2. Файлы описания проекта создаются в текстовом и графическом редакторах пакета;

3. Выполняются описание отдельных составляющих проекта;

4. Файлы проекта объединяются;

5. Определяются и анализируются требования к временным характеристикам проекта;

6. Выполняется компиляция проекта.

7. После этого проводится моделирование проекта (с учетом внутрисхемных задержек), и выполняется анализ временных характеристик.

8. Конфигурация созданного проекта загружается в микросхему.

Для создания проектов возможно так же использование восходящей иерархической методологии проектирования, как в проекте, подставленном в разделе 4.

1. По заранее продуманной схеме создается блок-схема, состоящая из логических элементов и связей между ними.

2. Выполняется компиляция проекта.

3. После этого проводится моделирование проекта (с учетом внутрисхемных задержек), и выполняется анализ временных характеристик.

4. Конфигурация созданного проекта загружается в микросхему.

3 Нисходящая иерархическая методология проектирования в Quartus II

Овладеем основами работы с программой САПР Quartus II, попутно рассматривая пример создания фильтра по нисходящей иерархической методологии проектирования:

ФБ

значения

мультиплексор

DFFE

ФБ приемник

результат

ФБ «значение»

ФБ состояние

д

D

ействительный

с ледующий

Рис.1 Схема фильтра

Как видно из рис. 1, фильтр состоит из:

• четырех функциональных блоков (ФБ), представляющих «черных ящик»;

• мегафункции (мультиплексора);

• двух примитивов (D, DFF).

3.1 Создание проекта

В меню File (операции с файлами) выберите New Project Wizard (мастер создания проекта). Откроется окно New Project (новый проект). При первом запуске окна New Project, отображается окно заставки. Для перехода к окну первого этапа создания проекта нажмите кнопку Next. В окне первого этапа создания проекта (см. рис.2) укажите:

• имя рабочего каталога проекта ( например D:\ Quartus\fir_filter);

• текущее имя проекта ( например fir_filter);

• имя файла верхнего уровня иерархии (filter);

Рис.2

Нажмите кнопку Next — появится окно второго этапа создания нового проекта.

Нажимайте кнопку Next появится окно с вопросом «Which device family do you wish to target ?»(Какое семейство микросхем вы хотите выбрать?), где вы можете выбрать микросхемы того семейства с которыми вы хотите работать (рис. 3).

Рис.3

Для добавления всех файлов проекта в рабочий каталог проекта нажмите Add All (добавить все файлы). На данном этапе список файлов пуст, поскольку проект — новый и для него еще не создано файлов. Нажмите кнопку Finish (готово) - новый проект создан.

3.2. Создание блок-схемы

Создание файла блок-схемы проекта (Block Design File)

В этом подразделе вы создадите новый графический файл *.bdf (Block Design File) блок-схемы проекта. Этот файл является файлом верхнего уровня иерархии проекта.

Для создания нового BDF-файла выполните следующие действия:

1. В меню File выберите команду New - автоматически появится вкладка Design Files(файлы проекта), которая показана на рис.4.

Рис. 4

1. На вкладке Design Files (файлы проекта) выберите Block Diagram/Schematic File (файлы блок-схемы/схемотехнические файлы).

2. Нажмите кнопку ОК — откроется окно редактора блок-схем (Block Editor).

3. В меню File, (операции с файлами) выберите команду Save As.

4. Выберите каталог, где вы хотите сохранить BDF-файл. В окне Save As автоматически выделен рабочий каталог проекта.
   Если необходимо - введите имя в поле File name.

5. Если необходимо — включите опцию Add file to current project(добавить файл к текущему проекту).

6. Нажмите кнопку Save (сохранить) - теперь файл сохранен и добавлен к проекту.

3.2.1 Создание функционального блока

Для создания нового блока (в созданном файле) выполните следующие действия:

1. На панели инструментов редактора блок-схем (Block Editor), показанной на рис. 5, нажмите клавишу Block Tool (рисование блока).

Рис. 5

2. Нажмите на белом поле в области редактора блок-схем (Block Editor) левую кнопку мыши и, удерживая ее, выделите прямоугольную область, соответствующую требуемому размеру создаваемого блока.

Определим входные и выходные выводы созданного блока.

1. Нажмите клавишу указателя выбора (Selection Tool). На панели инструментов редактора Block Editor .

Рис. 6

1. Наведите указатель на созданный блок и дважды щелкните левой кнопкой мыши, при этом откроется список, показанный на рис.6 - откроется диалоговое окно Block Properties(свойства блока).

Рис. 7

1. Перейдите на вкладку General (основное), представленная на рис.7.

1. В поле - Name введите имя блока.

1. Откройте вкладку I/Os (входы/выходы) рис. 8.

Рис. 8

Введите в строке имена всех входных выводов через запятую, установив для них соответствующие значения INPUT (вход) или OUTPUT(выход), а затем нажать кнопку Add.

Во всплывающем меню выберите команду AutoFit. Эта команда устанавливает размер рамки блока по таблице портов входа/выхода, чтобы вся информация о блоке была хорошо видна. Результат работы создания функциональных блоков вы можете видеть на рис. 9(четыре созданных функциональных блока).

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов книги