实验一VHDL入门与QuartusII使用指南.docx
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实验一VHDL入门与QuartusII使用指南
实验一VHDL入门与QuartusII使用
一、实验目的
1.熟悉QuartusII的VHDL文本设计流程。
2.学习用VHDL进行简单逻辑电路设计,多层次电路设计。
3.掌握VHDL设计电路的仿真、综合、和硬件测试的过程。
二、实验内容
1.实验内容1:
首先利用QuartusⅡ完成2选1多路选择器(例3-1)的文本编辑输入(mux21a.vhd)和仿真测试等步骤,给出仿真波形,验证本项设计的功能。
2.实验内容2:
用VHDL语言来描述一个3选1多路选择器,将例4-1多路选择器看成是一个元件mux21a,利用元件例化语句描述图3-17(93页),并将此文件放在同一目录muxk中。
用层次化描述的方法,先建立一个2选1多路选择器实体,然后在顶层设计中调用该实体两次就得到了3选1多路选择器。
以下是部分参考程序:
...
COMPONENTMUX21A
PORT(a,b,s:
INBIT;
y:
OUTBIT);
ENDCOMPONENT;
...
u1:
MUX21APORTMAP(a=>a2,b=>a3,s=>s0,y=>tmp);
u2:
ENDARCHITECTUREBHV;
对上面方法得到的VHDL设计进行功能仿真,验证其逻辑功能的正确性。
验证完成后进行综合,查看其RTL电路结构。
三、实验报告
将实验原理、设计过程、编译仿真波形、RTL电路和分析结果写进实验报告。
四、实验步骤
QuartusII设计的主要流程有:
创建工程、设计输入、编译、仿真验证、引脚锁定、下载。
1.创建工程
在D盘中新建一个文件夹D:
\mux21a,此文件夹用于存放整个工程。
打开QuartusII,在菜单中选择File—〉NewProjectWizard将会出现一个信息框,这个对话框介绍创建工程步骤,可以直接选Next,这时会出现如图1所示的对话框。
这里需输入的是欲创建工程的基本信息,三个输入栏中分别输入的是工程将被保存的路径及工程文件夹、工程的名称和顶层实体的名称。
建议工程名与顶层实体名称保持一致。
输入完毕我们就可以点击Next。
图1新建工程基本信息对话框
然后出现图2所示的添加工程文件对话框。
在这里需要做的是将已经写好的VHDL文件加入到工程中。
本次实验,可以直接点击Next,以后再添加VHDL文件的工作。
图2添加工程文件对话框
然后出现图3所示对话框,这里我们需要完成的是选择器件的工作。
选择EP2C35F672C8,集成了最高达33,216个逻辑单元和473Kb的片上RAM,速度等级8。
选择完成后,点击Next。
图3目标器件选择对话框
然后出现图4所示对话框,这里询问是否选用第三方EDA工具,我们不选用,直接点击Next。
图4EDA工具选择对话框
然后出现图5所示对话框,该对话框给出了所生成工程的信息,点击Finish就完成了工程创建。
图5生成工程的信息
2.设计输入
在QuartusII中创建新的VHDL文件。
在File—〉New,在弹出的对话框中DeviceDesignFile中选择VHDLFile,图6所示。
图6选择VHDL文件类型
点击OK将在工作区弹出一文本编辑窗口,输入VHDL程序,编辑完毕后保存为mux21a.vhd。
图7所示。
图7保存mux21a.vhd
3.编译
完成对VHDL文件的编辑后,进行编译。
选择菜单中的
进行编译,编译成功后,会出现图8的提示信息。
图8编译成功对话框
4.功能仿真
我们通过波形图仿真来验证我们的设计。
File—〉New,在OtherFiles页中选中VectorWaveformFile。
点击OK按钮。
出现一个空的波形图文件。
如图9所示。
图9空的波形图文件
然后点击Edit-〉EndTime,设置仿真结束时间。
我们这里设置1us。
改完点击OK关闭End窗口。
在File菜单中选择SaveAs,点击save,保存为mux21a.vwf。
在波形图中Name栏下空白处双击,出现InsertNodeorBus对话框,点击NodeFinder,如图10
(1)所示。
图10添加节点
(1)
然后在NodeFinder对话框中的Filter里,用下拉菜单选Pins:
all,点List,出现信号节点列表。
如图10
(2)所示。
并点击〉号,将信号选择到右边窗口。
图10添加节点
(2)
在Name栏中选输入端口a的名称,此端口所在行被高亮。
选中
按钮,设置波形。
参数设为10ns,如图11所示。
图11输入a激励参数设置
分别点击b和s,同样设置参数,如图12、13所示
图12输入b激励参数设置
图13输入s激励参数设置
设置好参数后,将波形图文件存盘。
如图14所示。
图14激励波形设置
菜单Assignments->Settings-〉SimulatorSettings中选择功能仿真Functional,如图15所示。
图15设置功能仿真
接着产生功能仿真网表,Processing—〉GenerateFunctionalSimulationNetlist。
点击
,开始仿真,仿真完毕后在SimulationReport的SimulationWaveforms窗口中可以看到输出波形图。
如图16所示。
图16仿真结果
5.查看RTL电路和门级电路:
点击Tools—〉NetlistViewers—〉RTLViewer后,生成如下的RTL电路:
点击Tools—〉NetlistViewers—〉TechnologyMapViewer后,生成如下的门级电路:
电子设计自动化(EDA)实验报告
实验题号:
实验一
项目名称:
VHDL入门与QuartusII使用
系班:
计科系12
(2)
学号:
姓名:
实验日期:
2014-04-09
指导老师:
一、实验目的
二、实验内容
三、将实验原理、设计过程、编译仿真波形、RTL、引脚绑定和分析结果写进实验报告。