EDA实验指导书

实验一组合逻辑电路设计

一、实验目的

1、通过一个简单的4选1的设计，让学生掌握QUARTUSII设计工具进行电子设计的基本流程。

2、初步了解可编程器件设计的全过程。

二、主要仪器设备

EDA实验系统一台，PC一台

三、实验步骤

1、建立工程文件

1)选择开始>程序>Altera>QuartusII13.1，运行QUARTUSII软件。或者双击桌面上

的QUARTUSII的图标运行QUARTUSII软件，出现如图1-3所示，如果是第一次打开QUARTUSII软件可能会有其它的提示信息，使用者可以根据自己的实际情况进行设定后进入图1-1所示界面。

图1-1 QUARTUSII软件运行界面

2)选择软件中的菜单File>New Project Wizard，新建一个工程。如图1-2所示。

3）点击图1-2中的NEXT进入工作目录，工程名的设定对话框如图1-3所示。第一个输入框为工程目录输入框，用户可以输入如e:/altera/work等工作路径来设定工程的目录，设定好后，所有的生成文件将放入这个工作目录。第二个输入框为工程名称输入框，第三个输入框为顶层实体名称输入框。用户可以设定如MUX41a，一般情况下工程名称与实体名称相同。使用者也可以根据自已的实际情况来设定。

图1-2 新建工程对话框

图1-3 指定工程名称及工作目录

4）点击NEXT，进入下一个设定对话框，按默认选项直接点击NEXT进行器件选择对话框。如图1-4所示。这里我们以选用Cyclone系列芯片EP5CSEMA5F31为例进行

介绍。用户可以根据使用的不同芯片来进行设定，其方法基本一致。

图1-4 器件选择界面

首先在对话框的左上方的Family下拉菜单中选取Cyclone V(E/GX/GT/SX/SE/ST)，在中间右边的Speed grade下拉菜单中选取6，在左下方的Available devices框中选取EP5CSEMA5F31C6，点击NEXT完成器件的选取，进入EDA TOOL设定界面如图1-5

所示。

图1-5 EDA TOOL对话框

5）按默认选项，点击NEXT出现新建工程以前所有的设定信息，如图1-6所示，点

击FINISH完成新建工程的建立。

图1-6 新建工程信息

7、按照自己的想法在新建的VHDL文件中编写VHDL程序，MUX41a(源代码见书本的例

2-1)，如图1-7所示。

图：1-7

8、代码书写结束后，选择Processing/Start Compilation对编写的程序代码进行编译，直

至编译通过，否则对程序代码进行修改。

9、编译通过后，选择File/New，在弹出的对话框中点击Other Files，选择university

programVWF ，并点击OK，建立一个波形文件，如图1-8所示，保存波形文件。

图：1-8

10、在波形文件加入输入输出端口。鼠标左键双击红色方框处，如图1-9所示。点击node finder,

见图1-9的的红色圆圈处。再点击1-10所示红色圈圈中List，然后点蓝色方框处的>>,导入

仿真节点，然后连续点红色方框处的OK。

图：1-9

图：1-10

11、对加入到波形文件中的输入端口进行初始值设置，见图11，用鼠标左键在对应输入端口的波形条上拉出区域，点击红色圈圈可以设置高电平，点蓝色圈圈可以采用计数时钟方式实现方波，蓝色方框处可以采用周期波形方式设置方波，可以对并点击红色方框进行仿真。查看仿真结果是否符合4选1的要求，见图1-12 。

图：1-11

图1-12

12、仿真无误后，在图1-13按照assignment菜单中的PIN Planner对实验中用到的管脚进行绑定分配，在图14种红色方框处填入表1中的管脚。

图1-13

图1-14

表1

14、最后再编译一次，点红色方框处见图1-15，编译无误后。

图1-15

15．Quartus 内的Programmer 为下载.sof 文件进入FPGA 的主要工具。跟以往FPGA 开发板有所不同之处在于DE1-SOC 开发板的JTAG Chain 会出现两个装置：FPGA 和HPS(Hard processor System)，HPS 是在SOC FPGA 才会出现的装置。

用户将计算机和DE1-SOC 开发板上的USB Blaster 接口(J13)通过USB 下载线连接。打开Quartus II 软件并且选择Tools>Programmer 。Programmer 将会出现如下窗口。

图1-16 检测到USB-Blaster 下载线

16.确认Hardware Setup 按钮旁是否有出现DE-SoC[USB-1]。若呈现No Hardware 的状态，

请按下Hardware Setup。在Hardware Setup窗口下，双击Hardware栏内的DE-SoC让Current selected hardware 出现DE-SoC[USB-1]。按下Close离开。

图1-17 检测到USB-Blaster下载线

若用户的Hardware Setup窗口下还是为出现DE-SoC，请确认DE1-SoC Blaster接口有正确跟计算机连接，且USB-Blaster II且驱动已经正确安装。

17.点击“Auto Detect”如下图1-18所示：

图1-18 检测JTAG Chain上器件

18．选择FPGA装置“5CSEMA5”，如图1-19所示。

图1-19选择FPGA器件

19．FPGA和HPS器件会出现在JTAG Chain内，如图1-20所示：