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。