eda技术课程教案3PGA工具Q2
《EDA技术基础》课程标准
《EDA技术基础》课程标准一、课程基本信息（二）专业概况1、培养目标通过对本课程的学习，学生能较好地掌握全新的硬件电子系统的设计技术，更深刻地了解计算机软件语言与硬件语言实现的现代电子系统设计能力。
通过理论学习与实践设计锻炼的紧密结合，提高理论与工程实际相结合的能力，为未来进一步的学习和工作实践奠定良好基础。
2、岗位面向现在对EDA的概念或范畴用得很宽。
包括在机械、电子、通信、航空航天、化工、矿产、生物、医学、军事等各个领域，都有EDA的应用。
目前EDA 技术已在各大公司、企事业单位和科研教学部门广泛使用。
例如在飞机制造过程中，从设计、性能测试及特性分析直到飞行模拟，都可能涉及到EDA技术。
本文所指的EDA技术，主要针对电子电路设计、PCB设计和IC设计。
3、专业核心能力（1）EDA工具和基本的设计流程应用能力；（2）数字电路的原理图设计方法应用能力；（3）VHDL的基本结构和语法应用能力；（4）分析具体的数字系统的特点，运用所学VHDL语言进行设计，能够采用层次法设计，分模块完成设计调试，最后完成系统的仿真调试和下载。
二、教学大纲（一）总体目标与任务1、课程性质和任务《EDA技术基础》主要研究以计算机为设计平台、以大规模可编程集成电路为物理载体的嵌入式数字系统的自动设计理论和设计方法，是电子信息工程专业的选修课程。
通过本课程的学习，使学生了解可编程逻辑器件的有关知识、EDA技术的基本原理和方法，掌握VHDL 语言在电子系统设计中的应用。
熟悉EDA软件的使用，会进行原理图输入或文本输入、时序或功能仿真和下载实现验证，熟悉应用硬件描述性语言VHDL设计数字系统的基本设计方法。
并为其它后续课程奠定EDA基础。
2、课程定位《EDA技术基础》课程是生产过程自动化技术专业的学生必修的一门实践性很强的专业技能课。
3、课程目标（1）能力目标1）具备小型自动控制系统方案设计能力。
2）能够根据生产需求情况进行自动控制系统设备选型。
EDA技术课程大纲
EDA技术课程大纲课程英文译名：EDA Technology课程编号：课内总学时：64学分：3开课对象：电子信息工程/电子信息科学与技术/电子科学与技术/集成电路设计专业本科学生课程类别：学院定必修一、课程的任务和目的本课程是电类专业的专业基础课，要求学生通过本课程的学习和实验，初步掌握常用EDA工具的使用方法、FPGA的开发技术以及VHDL语言的编程方法。
能比较熟练地使用QuartusII等常用EDA软件对FPGA 和CPLD作一些简单电路系统的设计，同时能较好地使用VHDL语言设计简单的逻辑电路和逻辑系统，学会行为仿真、时序仿真和硬件测试技术，为现代EDA工程技术的进一步学习，ASIC器件设计以及超大规模集成电路设计奠定基础。
作为一门专业基础课，除了为现代电子线路课程，软件无线电课程奠定理论和实践方面的基础外，还是其他一些课程的先修课，如微电子导论、现代ASIC设计、硬件描述语言仿真/综合器设计、大规模集成电路设计等。
二、课程内容与基本要求（一）概论介绍现代EDA技术，VHDL概况，介绍自顶向下的系统设计方法以及FPGA和CPLD的基本技术，要求对现代EDA技术及实现工具的使用方法和发展情况有一初步了解。
（二）EDA设计流程及工具首先介绍基于EDA软件的FPGA/CPLD开发流程和ASIC设计流程，然后分别介绍与这些设计流程中各环节密切相关的EDA工具软件，最后简述QuartusII的基本情况和IP。
（三）FPGA/CPLD结构与应用主要介绍几类常用的大规模可编程逻辑器件的结构和工作原理。
对CPLD的乘积项原理和FPGA的查找表原理分别进行剖析。
最后介绍相关的编程下载和测试技术。
（四）VHDL设计初步通过数个简单、完整而典型的VHDL设计示例，使学生初步了解用VHDL表达和设计电路的方法，并对由此而引出的VHDL语言现象和语句规则能逐步趋向系统的了解。
（五）QuartusII应用向导通过实例，详细介绍基于QuartusII的VHDL文本输入设计流程，包括设计输入、综合、适配、仿真测试和编程下载等方法，以及QuartusII包含的一些有用的测试手段，最后介绍原理图输入设计方法。
EDA 技术实用教程 第3章
局部连线 宏单元的 乘积项 逻辑
共享扩展 项提供的 “与非” 乘积项
宏单元的 乘积项 逻辑
图3-28 共享扩展乘积项结构
KX
康芯科技
3.3 CPLD的结构与工作原理 的结构与工作原理
3．扩展乘积项 ．
图3-29 并联扩展项馈送方式
KX
康芯科技
3.3 CPLD的结构与工作原理 的结构与工作原理
图3-46 JTAG BST 系统与与 FPGA器件 器件 关联结构图
KX
康芯科技
3.5 硬件测试技术
3.5.2 JTAG边界扫描测试 边界扫描测试
图3-47 JTAG BST选择命令模式时序 选择命令模式时序
3.5.3 嵌入式逻辑分析仪 Altera Signaltap II
EDA 技术实用教程
第 3 章 FPGA/CPLD 结构与应用
3.1 概
述
组合电路ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
基本门
时序电路
输 入 …
输入 缓冲 电路
与 阵 列
或 阵 列
输出 缓冲 电路 …
输 出
基本PLD器件的原理结构图 图3-1 基本 器件的原理结构图
康芯科技
KX
3.1 概
述
3.1.1 可编程逻辑器件的发展历程 PROM (Programmable Read Only Memory) PLA (Programmable Logic Array) PAL (Programmable Array Logic) GAL (Generic Array Logic) EPLD CPLD
I/O6
一种PAL16V8的部分结构图 图3-17 一种 的部分结构图
eda技术及应用课程学习计划
eda技术及应用课程学习计划EDA（Electronic Design Automation）即电子设计自动化技术，是指在电子设计过程中利用计算机、软件工具和硬件平台进行电子设计和制造的全过程。
EDA技术及应用课程旨在通过系统地学习EDA技术，培养学生的EDA技术应用能力，为学生将来从事芯片设计、电路设计以及电子系统设计提供必要的知识和技能支持。
通过学习EDA技术及应用课程，学生成为未来芯片设计和电子系统设计这一高科技领域的专业人才。
二、课程目标1. 了解EDA技术的基本概念和发展历程，掌握EDA软件工具的基本功能和使用方法；2. 掌握EDA技术在电路设计、芯片设计和电子系统设计中的应用方法；3. 培养学生在EDA技术领域的综合能力，包括分析问题、系统设计、创新思维和团队协作能力；4. 培养学生对未来科技发展的前瞻性思维和创新能力。
三、课程内容1. EDA基本概念和发展历程- EDA技术的定义及其在电子设计中的作用；- EDA技术的发展历程和现状。
2. EDA软件工具的基本功能和使用方法- EDA软件工具的种类和应用范围；- EDA软件工具的基本功能介绍；- EDA软件工具的使用方法实践。
3. 电路设计中的EDA技术应用- 逻辑电路设计和验证；- 时序电路设计和验证；- 电路仿真和验证。
4. 芯片设计中的EDA技术应用- 物理设计(Place and Route)；- 物理验证(Physical Verification)；- 时序收敛(Timing Closure)。
5. 电子系统设计中的EDA技术应用- 系统级建模和仿真；- 系统集成和验证；- 系统级验证。
6. EDA技术在电子设计中的典型应用案例分析- ASIC设计；- FPGA设计；- SoC设计。
四、学习计划1. 第1-2周：EDA基本概念和发展历程学习目标：了解EDA技术的定义及其在电子设计中的作用；了解EDA技术的发展历程和现状。
EDA技术零基础入门课程大纲
EDA技术零基础入门课程大纲EDA（Electronic Design Automation，电子设计自动化）技术是当前电子设计领域不可或缺的一部分，其主要功能是提高电路设计和验证的效率和准确性。
随着EDA技术不断发展，它的应用领域也越来越广泛，包括了从传统的模拟电路设计，到数字电路设计、集成电路设计、PCB布局等多个方面。
本文将为初学者提供一份EDA技术零基础入门课程大纲。
一、基础知识1.1 什么是EDA技术1.2 EDA技术的应用范围1.3 EDA工具和软件的种类和特点1.4 EDA技术的发展历程二、基础工具2.1 常用仿真软件2.2 常用原理图绘制工具2.3 常用PCB设计软件2.4 常用逻辑综合工具三、模拟电路设计3.1 模拟电路的基础知识3.2 正弦波、矩形波、三角波等信号的产生3.3 基本模拟电路的设计与实现3.4 常见滤波器设计四、数字电路设计4.1 数制与编码的基本知识4.2 布尔代数与逻辑函数的基本知识4.3 基本逻辑电路的设计与实现4.4 常见组合逻辑电路的设计五、集成电路设计5.1 CMOS工艺基础知识5.2 器件参数的理论分析与仿真分析5.3 器件封装的选择与设计5.4 器件布图与布线六、PCB设计与制造6.1 PCB设计的基础知识6.2 PCB设计软件基本操作6.3 PCB布线的基本规范6.4 PCB设计制造流程七、EDA案例实战7.1 模拟电路设计实例7.2 数字电路设计实例7.3 集成电路设计实例7.4 PCB设计实例八、EDA技术应用8.1 EDA技术应用案例介绍8.2 EDA技术在生产制造中的应用8.3 EDA技术在教育领域的应用以上是一份EDA技术零基础入门课程大纲，需要注意的是，在实际讲解中，应基于实际案例进行，加强理论与实践相结合，引导学生从零开始逐渐掌握EDA技术的应用。
此外，为了提高课程的实战性，也可以结合工业实践课程，让学生亲自操作EDA工具和软件进行电路设计和验证实验。
EDA技术实验教案[修改版]
![EDA技术实验教案[修改版]](https://img.taocdn.com/s3/m/c3238a30bb4cf7ec4bfed001.png)
第一篇：EDA技术实验教案一、课程名称：EDA技术实验二、教材名称: 《EDA技术使用教程》，潘松等编著。
三、本课程教学目的、要求：介绍EDA的基本知识、常用的EDA工具的使用方法和目标器件的结构原理、VHDL设计输入方法（图形和文本）、VHDL仿真、VHDL的设计优化等。
EDA技术作为重要的专业课程，其实践性强。
在教学时要注重理论和实践的紧密结合，通过大量上机操作，使学生掌握VHDL的基本结构和编程思想。
1 实验1 原理图输入方法及8位全加器设计（4课时）1) 实验目的：熟悉利用MAX+plusⅡ的原理图输入方法设计简单组合电路，掌握层次化设计的方法，并通过一个8位全加器的设计把握利用EDA软件进行电子电路设计的详细流程。
2) 实验报告要求：详细叙述8位加法器的设计流程；给出各层次的原理图及其对应的仿真波形图；给出加法器的延时情况。
3) 实验步骤：（1）设计一个一位半加器。
步骤1：输入设计项目和存盘步骤2：输入半加器元件：步骤3：将项目设置为工程文件步骤4：选择目标器件并编译步骤5：时序仿真步骤6：包装元件入库选择菜单“File”→“Open”，在“Open”对话框中选择原理图编辑文件选项“Graphic Editor Files”，然后选择h_adder.gdf，重新打开半加器设计文件，然后选择如图4-5中“File”菜单的“Create Default Symbol”项，将当前文件变成了一个包装好的单一元件(Symbol)，并被放置在工程路径指定的目录中以备后用。
（2）利用半加器组成一个一位全加器，并记录仿真结果。
（3）利用全加器组成一个八位全加器，并记录仿真结果。
实验二简单组合电路和时序电路设计（4课时）熟悉Max+plusⅡ的VHDL文本设计流程全过程，学习简单组合电路和时序电路的设计和仿真方法。
二、实验内容1：首先利用MAX+plusⅡ完成2选1多路选择器和一位全加器的文本编辑输入和仿真测试等步骤，给出仿真波形，验证本项设计的功能。
EDA应用技术教学大纲
《EDA应用技术》教学大纲一、课程概述《EDA应用技术》是通信工程专业的一门专业课程，概述了EDA工程的理论基础、知识体系，阐述了EDA工具的开发、EDA工具应用于PCB设计、FPGA设计、ASIC设计、SOC设计的方法。
先修课程是数字电子技术、电路分析二、课程目标1. 了解EDA工程的基本概念和理论基础。
2. 初步熟悉和掌握EDA工程方法，涉及行为描述、SOC设计方法、IP复用、ASIC设计方法、虚拟机、测试平台设计方法、软硬件协同验证等。
3. 掌握VHDL语法基础，以及程序设计方法。
4. 了解电子产品设计开发过程以及专业EDA开发软件的应用。
5. EDA工程是一门实践性很强的课程，实验是一个很重要的教学环节，应特别重视培养提高实践动手能力。
三、课程内容和教学要求这门学科的知识与技能要求分为知道、理解、掌握、学会四个层次。
这四个层次的一般涵义表述如下：知道——是指对这门学科的基本知识、基本理论的认知。
理解——是指运用已了解的基本原理说明、解释一些现象、进行简单的电路设计。
掌握——是指利用掌握的理论知识对一些较复杂的电子产品进行设计开发。
学会——是指在具体设计中能灵活运用所学知识。
教学内容和要求表中的“√”号表示教学知识和技能的教学要求层次。
本标准中打“*”号的内容可作为自学，教师可根据实际情况确定要求或不布置要求。
四、课程实施（一）课时安排与教学建议一般情况下，包括实验共安排54学时，其中讲授42学时，实验12学时。
分一学期完（二）教学组织形式与教学方法要求1．主要的教学组织形式是班级授课。
有时也可以采用分组教学。
或者几种组织方式灵活组合，尽量减轻学生的生理和心理疲劳。
2．注意教学方法的灵活性，组织学生讨论、指导阅读等。
培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力和探究意识。
3．注意组织学生参与课外小制作，培养学生的实际操作的兴趣和动手能力。
4．可以在多媒体课室上课。
借助声像呈示，提供给学生一个动态的、声情并茂的学习环境，让学生充分调动自己的视觉、听觉等感官，由多途径获得多方面的信息。
eda课程设计vga
eda课程设计vga一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握EDA（电子设计自动化）的基本知识和技能，能够使用VGA（视频图形阵列）接口进行图形显示。
具体目标如下：知识目标：使学生了解EDA的基本概念、历史和发展趋势，掌握VGA接口的工作原理和常用信号。
技能目标：培养学生使用EDA工具进行电路设计和仿真，能够编写简单的VGA显示程序。
情感态度价值观目标：培养学生对电子科技的兴趣和好奇心，提高他们解决实际问题的能力，培养他们的创新精神和团队合作意识。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.EDA基础知识：介绍EDA的概念、历史和发展趋势，以及常见的EDA工具和软件。
2.VGA接口原理：讲解VGA接口的工作原理、信号传输和显示效果，以及与显卡、显示器等硬件的连接方式。
3.EDA工具使用：教授如何使用常见的EDA工具进行电路设计和仿真，包括原理图设计、PCB布线、信号仿真等。
4.VGA显示编程：介绍VGA显示编程的基本方法和技巧，讲解如何使用C语言或汇编语言编写简单的VGA显示程序。
5.实践项目：安排一些实际项目，让学生综合运用所学知识和技能，设计和实现一些简单的VGA显示效果。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法相结合的方式进行：1.讲授法：教师讲解基本概念、原理和知识点，引导学生掌握EDA和VGA的相关知识。
2.案例分析法：分析一些典型的EDA工具和VGA显示程序，让学生了解实际应用中的具体问题和解决方法。
3.实验法：安排实验室实践环节，让学生亲手操作EDA工具和VGA显示设备，提高他们的实际动手能力。
4.小组讨论法：学生进行小组讨论和合作，共同完成一些实践项目，培养他们的团队协作能力和创新精神。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的EDA和VGA相关教材，为学生提供系统、全面的学习材料。
2.参考书：推荐一些相关的参考书籍，拓展学生的知识面，提高他们的理论水平。
eda课程设计大纲
eda课程设计大纲一、教学目标本课程的教学目标是让学生掌握eda的基本概念、原理和方法，培养学生运用eda技术解决实际问题的能力。
具体来说，知识目标包括：了解eda的基本概念、原理和方法；掌握eda工具的使用和操作；了解eda技术在工程中的应用。
技能目标包括：能够运用eda工具进行电路设计和仿真；能够分析电路性能，优化设计方案。
情感态度价值观目标包括：培养学生对eda技术的兴趣和好奇心；培养学生严谨、细致的科学态度；培养学生团队合作、创新思维的能力。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括eda的基本概念、原理和方法，以及eda工具的使用和操作。
具体来说，教学大纲如下：第1章：eda概述1.1 eda的定义和发展历程1.2 eda工具的分类和功能1.3 eda技术在工程中的应用第2章：电路设计基础2.1 电路图的表示方法2.2 电路图的绘制工具2.3 电路图的解析和分析第3章：逻辑电路设计3.1 逻辑门及其符号表示3.2 逻辑电路的组合规则3.3 逻辑电路的设计方法第4章：数字电路仿真4.1 数字电路仿真的原理4.2 数字电路仿真工具的使用4.3 数字电路仿真案例分析第5章：电路性能分析与优化5.1 电路性能指标的定义和计算5.2 电路性能分析的方法5.3 电路性能优化的策略三、教学方法本课程采用讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等多种教学方法。
通过讲授法，向学生传授基本概念、原理和方法；通过讨论法，引导学生深入思考和探讨问题；通过案例分析法，让学生了解eda技术在实际工程中的应用；通过实验法，锻炼学生的动手能力和实践能力。
四、教学资源本课程的教学资源包括教材、参考书、多媒体资料和实验设备。
教材和参考书用于提供理论知识的学习，多媒体资料用于辅助讲解和展示，实验设备用于开展实践操作。
通过丰富多样的教学资源，为学生提供全面、立体的学习体验，提高教学质量。
五、教学评估本课程的教学评估采用多元化的评估方式，包括平时表现、作业、考试等，以全面、客观、公正地评价学生的学习成果。
EDA技术与应用讲义第3章原理图输入设计方法QUARTUSII版本
电路的模块划分
❖ 人工 根据电路功能 进行 模块划分
❖ 合理的模块划分 关系到
1. 电路的性能 2. 实现的难易程度
❖ 根据模块划分和系统功能 确定： PLD芯片型号
模块划分后，就可以进行 具体设计 了
设计输入
一般EDA软件允许3种设计输入：
1. HDL语言 2. 电路图 3. 波形输入
图形设计输入的过程
功能比ISE少一些，可以从xilinx网站下载
有了HDL语言后？
硬件设计人员 的工作过程
已经 似与
软件设计人员，那么
这种模式的好处是？
让我们先看看原来是如何做的－>
Compiler Netlist Extractor （编译器网表提取器）
❖ The Compiler module that converts each design file in a project (or each cell of an EDIF Input File) into a separate binary CNF. The filename(s) of the CNF(s) are based on the project name. Example
❖ 何谓引脚指配
将设计代码（图形）中的端口（PORT） 和 PLD芯片的引脚 （PIN）
对应起来的.
❖ 指配文件
MAX+PLUS II： “ *.acf ” Quartus II： “ *.qsf ”
器件和引脚指配的方法
方法有2种 1. 在软件的菜单界
面中指配
2. 修改指配文件 （是文本文件）
❖ 编程的文件类型
， 对于CPLD或者EPC2 ECS1等配置芯片，编程文件扩展名为： “ *.POF “
EDA技术课程教案
河北工业大学课程教案学年第学期学院（部）信息工程学院系（教研室）EDA技术课程组课程名称EDA技术任课专业、年级、班级主讲教师姓名刘艳萍等职称、职务教授使用教材EDA实用技术及应用EDA技术课程说明一、课程基本情况课程类别：专业基础课总学时：36学时实验、上机学时：另外开课EDA技术实验24学时二、课程性质本课程是电子信息、通信和电子科学技术专业一门重要的学科基础课程，在第三学年上半学期开设，课程计划总学时为32学时。
主要任务是介绍现代电子系统的设计方法及实现途径，使学生“掌握一种硬件描述语言，熟悉一种设计工具”，进而掌握更多先进的设计方法和工具，对将来在工作中应用EDA技术打下初步的基础。
三、课程的教学目的和基本要求通过学习与实践，使学生接触、了解、进而初步掌握最先进的电子系统设计技术，学习可编程逻辑器件的一般编程方法和设计思想，并培养他们的抽象思维能力和创新意识；提高学生学习应用电子技术课程知识解决实际问题的能力；锻炼学生应用EDA解决小型数字系统设计的能力。
四、本课程与其它课程的联系先修课《电路理论》、《数字电子》等课程是学习该课程的基础。
同时，通过学习本门课有助于对其它专业课的理解和掌握，为后续课程奠定基础。
EDA技术课程教案EDA技术课程教案EDA技术课程教案EDA技术课程教案EDA技术课程教案EDA技术课程教案EDA技术课程教案EDA技术课程教案EDA技术课程教案EDA技术课程教案EDA技术课程教案EDA技术课程教案EDA技术课程教案EDA技术课程教案EDA技术课程教案EDA技术课程教案EDA技术课程教案。
《EDA技术》课程标准
《EDA技术》课程教学标准目录一、课程名称二、适用专业三、必备基础知识四、课程的地位和作用五、主要教学内容描述六、重点和难点七、内容及要求模块一：EDA技术的基本概念1、教学内容2、教学要求3、教学手段及方法模块二：绘制电路原理图1、教学内容2、教学要求3、教学手段及方法模块三：制作原理图元器件及创建元器件库1、教学内容2、教学要求3、教学手段及方法模块四：设计印制电路板1、教学内容2、教学要求3、教学手段及方法模块五：PCB元器件封装的制作1、教学内容2、教学要求3、教学手段及方法模块六：电路仿真1、教学内容2、教学要求3、教学手段及方法八、说明一、课程名称：EDA技术二、适用专业：应用电子技术、电气自动化、通信技术、电子声像技术、无线电技术三、必备基础知识电子元器件、电路基础、数字电子技术四、课程的地位和作用1、课程的地位：专业基础课程2、课程的作用：通过学习EDA技术，利用EDA工具，可以使电子产品从电路设计、性能分析到设计出IC板图或PCB板图的整个过程都能在计算机上自动处理完成。
五、主要教学内容描述1、EDA技术的基本概念2、绘制电路原理图3、制作原理图元器件及创建元器件库4、设计印制电路板5、PCB元器件封装的制作6、电路仿真六、重点和难点1、重点：绘制电路原理图2、难点：设计印制电路板七、内容及要求模块一：EDA技术的基本概念1、教学内容（1）EDA技术简介（2）Protrel 99 SE的基本介绍（3）Protrel 99 SE的安装与启动（4）Protrel 99 SE的基本界面及文件管理2、教学要求（1）认识EDA技术（2）了解Protrel 99 SE的组成和特点（3）掌握Protrel 99 SE的启动方法、设计数据库文件的建立和管理3、教学手段及方法教学中除理论教学外，可以多使用多媒体、演示、计算机操作、讨论教学等。
提高学生对知识的理解及掌握。
4、实训项目及要求（1）项目1：Protrel 99 SE的安装与启动内容：Protrel 99 SE的安装与启动要求：了解Protrel 99 SE的安装过程与启动方式目的：学习Protrel 99 SE的安装及启动方法（2）项目2：Protrel 99 SE的基本操作内容：基本界面、文件管理要求：了解基本界面，掌握数据库文件的新建、打开、保存、关闭、复制、移动、删除和重命名等操作。
《EDA》说课
八、考核办法
过程考核+期中考核+期末考核，
综合考核学生理论知识、实践技能、职业素 养三个方面的综合能力和素质
创新考核方法、方式、手段在进一步思考中
„„„
九、教 学 设 施、环 境
硬件配置
设 施
软件配置
计算机、EDA实验开发系统、，投影仪
QuartusII软件、Modelsim 软件
环 境
EDA 技术专业机房
及超大规模集成电路设计奠定基础。
3、课程定位：应用电子技术专业的专业必修课程
4、课程性质：EDA技术是以计算机为工作平台、以硬件描述语言(VHDL/Verilog HDL)为设计语言、以可编程器件(CPLD / FPGA)为实验载体、以ASIC / SOC 芯片为目标器件、进行必要的元件建模和系统仿真的电子产品自动化设计过 程。它是一种高级、快速、有效的电子设计自动化工具。 5、学时安排：课时数以课程内容的重要性和容量来确定。本学期本课程周教学
四、教学要求
注重理论教学与实践教学相结合 ；能够及时了解本专业新技术
教师的要求
新工艺、新设备的发展现状及发展方向，突出新技术、新知识
新技能、新产品的知识教授引导
应具备计算机硬件及软件、模拟电子技术、数字电子技术、
学生的要求
Protle 技术、单片机及C 语言等专业知识基础 应具备刻苦钻研专业知识、努力掌握专业技能的意识和态度 应充分体现项目驱动、任务引领、实践导ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的课程设计思想
2
任务4:位二进制加法器的描述 任务5:8 位奇校验器描述 任务6:8位加法器的描述 任务7：四位移位寄存器的描述 项目三：基本逻辑电路 设计 任务1;3-8编码、译码器的设计 任务2：篮球比赛24秒计时器的设计 项目四：数字系统综合 设计 任务1：简易电子琴的设计 任务2：汽车尾灯控制电路的设计 任务3：多功能密码锁的设计 任务4：Verilog描述语言、仿真软件
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QuatusII原理图输入编者：适用专业：电子科学与技术沈阳理工大学信息学院2009年11月Quartus II 使用简介Quartus II软件是供应商ALTRA公司的FPGA/CPLD集成开发工具，当设计采用该公司的芯片时可全部或者部分采用该软件进行设计开发。
该软件的主要功能如下：✓多种输入方法：HDL文本、原理图、第三方网表等✓逻辑综合、布局布线✓仿真、时序与功耗分析✓器件编程主要流程：创建工程—>添加设计—>预编译—>时序与管脚约束—>综合、布局布线—>编程。
1、典型设计流程FPGA/CPLD的典型设计流程如下，这里很多地方用到第三方工具，这就要求在设计开发过程中导入导出相应的接口文件。
✓设计规范与设计方案：确定采用的器件、设计功能与接口、工作频率、期望功耗等；✓设计输入/RTL代码：可以采用多种方法进行设计输入；✓RTL级功能仿真：一般在第三方工具中完成；✓综合/映射：复杂设计一般在第三方工具中完成；✓布局布线✓时序分析与时序仿真：时序仿真多在第三方工具中完成；✓编程下载、验证。
图1 典型的设计流程通常的第三方工具集中在仿真工具和综合工具，仿真工具单机版中主要以Cadence公司的NCverilog和Mentor公司的Modelsim为主；综合工具以Synplify、FPGA Compiler以及FPGA Advisor为主，这些均是较为常用的第三方工具；时序和功耗分析采用第三方工具的不多，QuartusII中集成工具即可。
2、Quartus II 工程软件基本操作界面如下图所示，在windows系统下双击桌面上Quartus II图标，启动工具，关闭弹出窗口，会出现如下界面。
该界面由工程浏览器、操作任务窗口、消息窗口构成。
Array图2 Quartus II启动界面在操作任务窗口中列出了所有的相关操作工具。
首先创建工程，双击Start Project下的Open New Project Wizard，打开新工程向导，新工程向导中首先弹出的是工程所在目录和工程名称，依次填好，注意的是工程目录最好没有中文名称和空格，而且工程名称要和顶层设计的名称一致。
如下图2所示。
图3 Quartus II工程名称与目录当然，本界面同样可以采用菜单命令启动：File => New Project Wizard…。
点击next按钮后进入添加文件向导，利用文件浏览向导添加文件，点击next。
随后出现器件选择对话框，依次选定器件系列、封装、管脚数目、速度等级，最后就可以在具体器件中选定目标器件。
随后弹出的窗口用于设定EDA工具，如图5所示。
其中综合工具选项EDA designentry/synthesis tool例示中选的是Synplify pro，相应的输出文件格式为VQM，其余选择同样。
一般设计可以不必选定，在设计过程中将相应的文件导出到第三方工具中即可。
图5 第三方EDA工具指定点击next后，会出现一个所有设定回顾的界面，直接点击finish完成工程创建。
打开一个已存在的工程比较简单，常采用两种方法：双击工程目录中的.qpf文件，或者，打开Quartus II软件后，选Start Project => Open Exiting Projec开相应的工程文件.qpf。
创建工程之后，在相应的目录中会看到几个重要的文件：Quartus II 工程文件(.QPF)、Quartus II 默认文件(.QDF)以及设置文件(.QSF)等。
图6 qsf文件示例使用熟练之后，通常采用直接根据设计规范要求编辑文本文件的方式来对设计进行设置与约束，使用的语言是TCL语言。
需要编辑的对象一般是管脚分配和时序约束，包括应用环境（驱动、负载等）的设定。
项目管理的内容，如项目存档（Project archive）、复制（copy）、版本修订（revisions）等，这里不展开，留待自学。
3、Quartus II设计输入Quartus II支持的文件输入类型如下图所示。
图7 Quartus II支持的文件形式虽然Quartus II提供了良好的模板与支持，一般情况下还是推荐文本文件采用独立的文本编辑器。
Quartus II提供了非常易于使用的原理图编辑接口，在设计中如果涉及到采用Altera工具中集成的宏单元（包括第三方IP）时，可以采用原理图法进行设计输入。
图8 创建原理图文件启动界面在任务栏双击Create New Design File选项，启动新文件输入向导，如图8所示，选中原理图文件形式Block Diagram/Schematic File选项进入原理图输入环境，选择菜单命令保存原理图文件：File =>Save As…，如下图所示。
图9 启动原理图编辑器并保存当前空白文件空白文件保存之后，在原理图输入的界面双击鼠标，进入单元选择界面，如下图所示。
图10 原理图单元选择界面在原理图单元库中左上方的单元库中选中megafunctions，下拉选中arithmetic，这时可以看到很多数学功能IP(宏单元)。
图11 宏单元库列表选中我们使用的乘法器lpm_mult，双击打开宏单元配置向导，即下图中的界面。
图12 乘法宏单元例化输出配置选中Verilog HDL，并给文件命名，此处是mult4and4，不要和工程文件名称重叠（未究其原因，我编译时不行），点击next，界面如下。
图13 乘法器位宽与时序配置在图13左侧中，将输入的两个相乘的数据宽度数值为，4bit其余不变，点击next后进入的界面使用默认设置即可，这里不给出图示，仍然点击next，图13右侧时序设置对话。
这里选择一个时钟周期结果输出的设置。
点击next完成乘法器宏单元的配置，可以使用了，汇总界面如下图所示。
图14 输出文件选择完成宏单元的配置之后，可以直接将其摆放在原理图中了，如下图所示。
图15乘法宏单元摆放于原理图中将乘法器摆放完成后，还要将端口引入输入输出pin，完成一个完整的原理图（当然次界面中可以设计任意功能的原理图）。
双击原理图空白处，出现宏单元列表，选择primitive 中的pin选项。
图16 pin选定在图16中，先选定input pin，双击后将其摆放到图17的原理图中。
摆放pin的时候，注意与例化的乘法宏单元端口之间的连接，确认两者已经连接成功。
图17 pin的摆放与命名双击图17中的pin图标，出现一个对话框，此处更改pin的名称、宽度的内容，值得注意的是向量的写法要依据QuartusII的规范，如busa[m..k]，如图18所示。
图18 pin的摆放与命名依次将输入输出的pin添加到原理图中，并相应的改为设计中的名字，从而完成设计的原理图输入，如图19所示。
此过程中该文件已经添加到工程中了，保存该.bdf文件，进入编译流程。
图19 4bit乘法器宏单元组成的原理图4、设计约束与编译完成设计输入与功能仿真之后，进入编译流程，在Quartus II中可先预编译后施加约束。
图20 工程编译编译之后，管脚分配前先将未用管脚的配置设定。
任务栏中选择Assign Constraints选项，双击Set Project and compiler settings，弹出的设置框中点中Device项，点击Device and Pin Options。
出现的对话框中，选中Unused Pins项，下拉菜单选择As input/tri-stated。
图21 未用管脚配置下面进行时序约束（在编译完成之后），双击TimeQuest Timing Analyzer。
启动TimeQuest Timing Analyzer工具之后，进入如下图22所示界面。
图22 时序设定界面双击操作任务栏的Create Timing Netlist ，然后如图点击Constraints=>Create Clock…菜单命令，进入时钟创建对话框。
图23 创建时钟输入时钟名称、周期、波形、时钟对应的端口的内容，其中时钟对应的端口要在Create Clock 界面的Targets 项的浏览向导中添加，如图23右侧所示图24 设定输入输出延时完成时钟创建之后，接下来进行输入输出延时约束设定。
在TimeQuest Timing Analyzer 工具中分别点击菜单命令Constraints=>Set intput Delay…和Constraints=>Set Output Delay…。
在图24所示的界面中，指定Clock name 为创建时钟时给定的时钟名称、Delay value 为时钟周期的60%左右，Targets 项可以在浏览向导中添加（同创建时钟时一样），然后点击按钮Run 即可。
可以尝试在SDC command 栏中直接输入tcl 命令语言。
然后导出SDC 文件，并添加到综合和时序分析流程中，至此完成了对设计的基本时序约束，分别如下图所示。
图25 时序约束sdc 文件导出与指定其它的时钟约束项这里不展开，留待日后慢慢摸索。
值得注意的是纯组合电路的约束：Maximum delay 和Minimum delay 需要的时候必须要添加。
对于具体设计而言，有时候时序约束可以不做（工具有默认值，而且频率挺高），管脚锁定的工作是必须要做的。
选择compile design 下的Analysis& Synthesis ，点击Pin planner 命令，进入如下界面。
在此图形界面下设置设计的顶层端口与FPGA/CPLD 管脚的绑定约束和负载设置。
图26 管脚规划界面依次输入设计端口与FPGA/CPLD的管脚对应（亦可下拉选定），注意要对照手册进行，与电路板上的位置保持一致。
图27 管脚锁定操作完成约束后相应的修改应该可以在文件.psf中看到，其中的set_location_assignment语句即是管脚约束。
最好能够在文本编辑器中编辑该约束，显得简洁快速。
图28 qsf文件的管脚约束内容完成上述的时序设置之后，要在设置菜单中将相应的约束添加到工程当中，这样进行全编译的时候这些约束就可以添加在设计中。
再次运行编译同样会出现图20的界面。
5、Quartus II编程与下载设计的最后一步就是将设计文件下载到FPGA中。
打开编程器，出现下图窗口，然后保存当前的cdf文件。
图29 启动编程器启动编程器后，首先进行硬件设置，点击Hardware Setup…..按钮，打开如下界面，选择相应的下载配置硬件。
图30 配置硬件分别点击Add File..和Add Device…添加相应的待编程芯片和配置文件，窗口如下。
图31 配置硬件最后选定配置文件（打勾），点击Start按钮即可开始编程。