Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплин (стр. 1 из 6)

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ГОУ ВПО «ИЖЕВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ»

КАФЕДРА «ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА»

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ

ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

по дисциплинам «Основы комплексной автоматизации проектирования и производства СВТ»

«Организация ЭВМ и систем»

(Часть I)

Ижевск 2008

УДК 681.32.003

Составитель: канд.техн.наук, доцент кафедры «ВТ» К. Ю. Петухов.

Методические указания содержат основные сведения по работе в САПР QUARTUS II v. 4.1 WEB EDITION, а также приводится описание лабораторного стенда SDK 6.1, способы его подключения и конфигурирования.

Методические указания предназначены для выполнения лабораторных работ по дисциплинам «Основы комплексной автоматизации проектирования и производства средств вычислительной техники», «Организация ЭВМ и систем».

Ил. 33. Табл. 2. Библиограф.: 2 назв.

Рецензент: канд.техн.наук, доцент кафедры «РАДИОТЕХНИКА»

О. Б. Юминов

Ó Петухов К. Ю.

Содержание

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………………...............4

2. Процесс Создания проекта............................................................................. ....….. 5

Начало создания проекта.......................................................................................................5

Создание нового файла проекта...……………...……………………............….……….....7

Ввод и редактирование схемы……………………………..……………………….….…...7

Рисование цепи……………………………………………………………………….…..…10

Присвоение имени цепи.…………………………………………………………………....11

Задание констант «0» и «1»………………………………………………………………...11

Рисование шины……………………………………………………………….………........11

3. Формирование собственной библиотеки

МАКРОЭЛЕМЕНТОВ……………………………………………………………………...….... 11

Создание макроэлемента……………………………………………………………..….....13

Выбор подсхемы из библиотеки……………………………………………...……..…......13

Редактирование УГО макроэлемента……………………………………………..…….....13

4. КОМПИЛЯЦИЯ ПРОЕКТА…………………………………………………….……….…...14

5. моделирование схемы…………………………………………………18

6. ПОДГОТОВКА К РАЗМЕЩЕНИЮ СХЕМЫ……………………………….….….21

Редактор Назначений (Assignment Editor)………………………………………………...21

Поуровневый планировщик (FloorРlan Editor)……………………………………….…...23

7. реализация проекта на стенде SDK 6.1…..………………..….26

Особенности SDK-6.1…………………………………………………………….…….….26

Назначение SDK-6.1……………………………………………………………….…….....26

Подготовка схемы для размещения ее на кристалле…………………….…….………....27

Состав и параметры SDK-6.1………………………………………….………….………..28

Структурная схема SDK 6.1………………………………………………….………….....30

Конфигурирование ПЛИС…………………………………………….……….……….….29

8. ЛИТЕРАТУРА …………………………………………………………………………….....…34

ПРИЛОЖЕНИЕ……..………………………………………………….…….………..…….……35

Таблица распайки выводов и сигналов ПЛИС и элементов управления стендa…..…....35

Таблица каналов дискретного ввода-вывода…………………………………….………..36

Тест стенда SDK-6.1…………………………………………………...………….…….…..38

ВВЕДЕНИЕ

Основные возможности пакета Quartus II v.4.1:

· Различные способы ввода поведенческих , потоковых и структурных описаний проекта

· Интегрированные средства помощи для создания сложных проектов Mega Wizard & SOPC

· Система синтеза проекта

· Система размещения внутренних ресурсов и разводки ПЛИС

· Система моделирования проекта

· Система временного анализа и анализа потребляемой энергии проекта

· Система программирования ПЛИС

· Средства оптимизации быстродействия проекта - LogicLock

· Система интеграции с другими САПР

· Система проектирования блоков цифровой обработки сигналов (DSP)

· Поддержка использования IP-модулей (IP-Cores - от англ. Intellectual Property – интеллектуальная собственность)

· Поддержка ОС – Windows, Linux, Solaris, HPUS

Способы ввода описания проекта в рамках пакета Quartus II:

- Текстовый ввод (VHDL, AHDL, VerilogHDL)

- Посредством редактора памяти (Hex-, Mif-файлы)

- Схемный ввод (Block Diagram File)

· Импорт проекта из других САПР в виде списка соединений (EDIF Netlist File)

· Использование мегафункций фирмы Altera и IP- модулей

· Сочетание различных способов

Текстовый ввод описания проекта:

· Возможности:

- Нумерация линий

- Использование заготовок языковых конструкций

- Отображение ключевых слов цветом

· Используемые языки

- AHDL (Altera Hardware Design Language) - <файл.tdf>

- VHDL (Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language - язык описания аппаратных средств сверхбыстродействующих интегральных микросхем) - <файл.vhd>

- VerilogHDL (Verilog Hardware Description Language) - <файл.v>

Схемный ввод описания проекта:

При схемном вводе описания проекта могут использоваться:

· Простейшие логические элементы (примитивы)

· Параметризируемые модули

· Мегафункции компании Altera

· Ранее созданные компоненты

Вход в систему

Для входа в систему Quartus II v.4.1 Web Edition необходимо на рабочем столе Windows дважды щелкнуть мышью пиктограмму системы:

Начало создания проекта

Работа в системе начинается либо с выбора уже существующего проекта File->Open Project… (Ctrl+J), либо с создания нового проекта File->New… (Ctrl+N).

Создайте новый проект: выберите из меню File пункт New Project Wizard… - мастер создания новых проектов. В открывшемся окне нажмите кнопку Next и в окне для задания текущей директории проекта заполните все строки (в данном случае текущий проект будет назван top и будет создана директория по адресу C:/Program Files/altera/Primer- рис.1), нажмите кнопку Next несколько раз до тех пор, пока не дойдете до окна «Device Family».

Рис.1 Меню задания текущей директории проекта

В окне «Device Family» выберите семейство «Cyclone», а на вопрос: «Хотите ли вы выбрать конкретную модель?» ответьте утвердительно.

В следующем окне «Select a Target Device» значение Speed Grade выберите равным 8, а тип кристалла – EP1C3T144C8 – это марка ПЛИС типа FPGA, использованной в лабораторном стенде.

Следующие файлы автоматически генерируются мастером New Project Wizard:

- Project Configuration File – файл хранит конфигурацию проекта, Имя, задаваемое по умолчанию – <имя_проекта.quartus>. Может редактироваться в текстовом редакторе.

- Project Settings File - файл с установками проекта - имя, задаваемое по умолчанию – <имя проекта.PSF >.

Создание нового файла проекта

После создания нового проекта произведем создание нового файла проекта. Меню File пункт New… в открывшемся диалоговом окне Рис.2 выберем тип создаваемого файла.

Рис.2 Меню выбора типа файла проекта

На закладке Device Design File можно выбрать:

- АHDL File – создать файл с описанием проекта на языке AHDL,

- Block Diagram/Schematic File – создать описание проекта в виде схемы,

- EDIF File – файл Electronic Design Interchange Format,

- VerilogHDL File – создать файл с описанием на языке VerilogHDL,

- VHDL File – создать файл с описанием на языке VHDL.

Создадим файл, содержащий описание схемы. Для этого выберем пункт Block Diagram/Schematic File и нажмем OK. На рабочей панели Quartus II откроется окно с файлом Block1.bdf, в котором и создадим наш проект.

!

Файлы графического редактора, созданные в Quartus II не могут быть открыты в системе Quartus 1.1 и более ранних версиях, включая САПР МАХ PLUS.

Ввод и редактирование схемы

Графический (Схемный) редактор позволяет увеличивать или уменьшать масштаб изображения проекта на экране, выбирать размер шрифта, задавать стили линий, получать зеркальное отображение, поворачивать выделенные фрагменты на 90, 180 и 270 градусов, задавать размер и ориентацию текущего листа схемы (рис. 3).

При создании схемы могут использоваться:

– Простейшие логические элементы, триггеры, элементы ввода-вывода и другие элементы (primitives);

– Параметризируемые модули (мегафункции, megafunctions) - созданные фирмой Altera модули с нефиксированными параметрами;

– Ранее созданные (в текстовом или графическом редакторах) компоненты.

Для операций создания схемы применяется следующая панель инструментов (рис. 3).