EDA实验报告_eda实验报告
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EDA
实验报告
姓名：汤灿亮 学号：2012118060 班级：1211自动化
实验一 QUARTUS Ⅱ的设计流程
一、实验目的：
1、掌握QUARTUSⅡ安装过程；
2、熟悉QUARTUSⅡ设计环境；
3、掌握QUARTUSⅡ的设计过程。
二、实验内容：
用文本输入法设计一个二进制加法器。
三、实验步骤：
（一）、创建工作文件夹
在windows中新建一个文件夹（又称工作库或WORK LIBRARY），用于保存设计工程项目的有关文件。注：设计工程项目的所有有关文件不能保存在根目录下，必须保存在一个文件夹之下。例如建立的文件夹：E：CNT10
（二）、启动Quartus II 点击QUARTUSⅡ9.0图标打开QUARTUSⅡ9.0设计窗口。或点击QUARTUSⅡ9.0图标打开QUARTUSⅡ9.0设计窗口
（三）、设计文件输入
1、打开输入文件编辑器
点击菜单Filenew„选择Verilog HDL file建立一个文本设计文件。用文本输入法输入程序。
2、保存文件，文件名同程序的模块名。后缀.v
（四）、全编译（逻辑综合）
1、创建工程
点击菜单FileNew Project Wizard…….进行工程设置。完成工程文件夹的选定、工程名、顶层设计文件名（主程序）、编程器件的选择等工程设置。
2、编译前的相关设置设置
⑴选择PLD芯片：AignmenmtsSettingsDevice弹出的窗口中选择选择芯片。
⑵选择配置芯片的工作方式AignmenmtsSettingsDeviceDevice&Pin Options弹出的窗口中首选General项，在Options栏中选择Auto-restart-configuration after error.⑶选择配置芯片和编程方式：AignmenmtsSettingsDeviceDevice&Pin Options弹出的窗口中选择Configuration栏，在窗口中设置配置方式，配置芯片和是否需要生成压缩的配置文件。
⑷选择输出设置：（1）-（4）项默认方式，可以不做任何操作，⑸选择目标器件闲置引脚的状态：AignmenmtsSettingsDeviceDevice&Pin Options弹出的窗口中选择Unused Pins栏,在窗口中对闲置的引脚设置，推荐设置为As input tri-stated。
3、执行全程编译：ProceingStart Compilation。完成对设计项目的检 错、逻辑综合、结构综合、配置文件生成以及时序分析。
（五）、功能仿真（或时序仿真）
建议先做功能仿真，以检验设计项目的逻辑真确性，这样可以提高设计效率。
1、功能仿真设置：AignmenmtsSettings弹出的窗口中选择Simulator Settings。在右边Simulation mode中选择 Functional.2、ProceingGenerate Functional Simulation netlist,生成功能仿真所需的文件。
3、建立波形文件并进行功能仿真
⑴FileNew，在窗口中选择Vector Waveform file打开向量波形文件编辑器。
⑵设置仿真时间区域：可默认。一般几十微妙。时间区域过长，使仿真时间变长，影响仿真效率。
⑶在向量波形文件编辑器中添加项目的相关引脚。原则上是所有引脚，但有的项目引脚很多，可以只添加必要的一些引脚。双击向量波形文件编辑器Name栏的空白区域后，会弹出一个“Insert Node or Bus”对话框，在弹出的对话框中选择“Node Finder„”按钮，则弹出“Node Finder„”对话框，选择Filter：Pins：all，然后点击List，Nodes Found栏将列出所有输入、输出端口。选择要观察的信号，点击“>”命令按钮加入到观察目标窗口中。选择OK，则在波形图中加入了待观察信号的图形。
或者执行ViewUtility WindowsNode Finder命令打开Node Finder窗口,在弹出的窗口中将所需引脚拖入波形编辑器中。
⑷编辑输入波形：对所有的输入引脚设置合适的波形。⑸启动仿真器：ProceingStart Simulation.⑹观察分析仿真结果。仿真结果保存于文件“Simulation Report”,此文件在仿真完成后会自动弹出。若仿真结果有出入，重新修改程序，直到仿真结果没有问题。
（六）、下载验证：
1、芯片选择ACEX1KEP1K30QC208-2;
2、引脚锁定：
3、全编译；
4、下载线连接：将25针连下一端连接电脑LPT1口，一端连接到编程模块的DB25接口，再用十针连线一头插入通用编程模块JTGA下载接口处，另一头连接到目标芯片的下载接口。
5、打开实验箱电源，将模式选择开关CTRL的（2）（4）（8）拨至ON，使按键KD1,KD2，LED1,LED2,LED3,LED4,LED5等有效。
6、下载：ToolsProgrammer,完成下载。
7、拨动开关按键KD1,KD2验证电路。
四、实验程序及仿真结果
（一）、实验程序：
时序仿真结果：
波形文件及仿真：
五、实验箱现象描述
注：在程序正确，正确操作实验箱并成功下载并正常运行程序的前提下，现象为：实验箱上一排设定的LED灯，分别为4个表示四位二进制码，一个表示使能信号EN，一个表示复位信号RST，一个表示置数信号，一个进位位COUT,高电平时表示进位，四个用于置数的灯。EN信号高电平有效，低电平起保持作用，RST低电平有效，起复位作用，LOAD信号低电平有效，起置数作用。启动实验箱，让EN灯亮（高电平），RST灯亮（高电平），LOAD灯亮(高电平)，此时表示四位二进制码的LED灯分别从0到9计数（约为1S记一个数），到10的时候，显示数的四个LED灯表示成0（全灭），进位位灯（COUT）闪动一次（表示进一位），如此反复。使EN灯熄灭（低电平），显示数的灯停止变动，保持在它当前所表示的数值。恢复EN灯亮，继续计数。使RST灯熄灭（低电平），显示数的灯立即变为全灭（表示复位为0）。设置任意值，使LOAD灯熄灭（低电平），显示灯变成设置的数值，然后正常计数。
六、心得体会
在这次实验中，QUARTUS II软件是英文版的，一下基本功能在第一次中还是不够熟悉，通过问老师同学，慢慢的了解到QUARTUS Ⅱ软件的基本使用方法，以及从编写程序到下载到实验箱验证运行的基本流程，实验二用原理图输入法设计2位频率计
一、实验目的：
1．熟悉和掌握用QUARTUS Ⅱ的原理图输入方法设计简单数字系统的方法，并通过一个2位频率计的设计掌握用EDA软件进行数字系统设计的详细流程。2.掌握用EDA技术的层次化设计方法； 3.掌握多个数码管动态显示的原理与方法
二、实验内容
用原理图输入法设计一个2位频率计
三、实验步骤
1.在顶层文件设计窗口中设计频率计，频率计的设计分成几部分设计，分别是一个2位十进制计数器，一个时序控制电路，一个显示电路模块。
2.先设计2位十进制计数器，如图显示为设计好的2位十进制计数器。
步骤：（1）、点击file—new，弹出如图所示窗口，点击design File中Block diagram/schematic file，再点击ok即可。（2）、在弹出的bdf文件设计窗口中设计所需的设计，设计完成后，点击编译按钮，编译无误后，再进行时序仿真。
结果如图：
（3）、即可点击file—created/update—create symbol files for current file.生成元件符号，供高层次设计调用。注意：需要独立建立工程，2位十进制计数器的工程名和bdf文件名都为counter8。
3、设计时序控制电路，设计步骤与设计2位类似，设计完成后，一样需要设计文件符号供高层次设计调用，如图为设计好的时序控制电路。
4.在顶层设计窗口中设计顶层设计，最终的设计如图
进行时序仿真无误后进行波形仿真，结果如图：
可以从波形仿真中看出，当输入的待测信号的周期为410ns的时候，所测的的频率的最后两位为39。
四、试验箱验证及现象描述
引脚正确设定并正确下载到试验箱后，调节待测信号频率，当输入为4hz时，数码管上显示04，当输入为8hz,数码管上显示08，当输入为16HZ时，数码管
上显示为16，当输入为128hz时，数码管上显示为28。
五、心得体会
这次实验中，按照书上面的接线图，完成基本的接线，然后在电脑上面设计原理图，进行实验的测试，掌握用EDA技术的层次化设计方法，在实验中也出现过点失误，软件运行出错，经过检查，发现软件没有破解，在实验中还是要注意小细节。
实验三简易正弦波信号发生器设计
一、实验目的：
１、进一步熟悉QuartusII设计流程；
２、熟悉LMP_ROM与ＦＰＧＡ硬件资源的使用方法。３、熟悉SignalTap II嵌入式逻辑分析仪的使用方法。
二、实验内容
用原理图设计一个简易的正弦波信号发生器。
三、实验步骤
1.建立一个工程，取名为SIN_GNT。
2.生成.mif文件，用直接编辑法。点击file—new—memory file—memory initialization file,点击OK，选number为128位，word size为8位，点击ok,填写 表格，结果如图
3.以原理图方式对LPM_ROM进行设置和调用，在工程原理图编辑窗中双击，出现symbol框图中点击megawizard plug-in manager,在所示窗口中点击memory compiler的ROM:1-PORT,取文件名为ROM78，正弦波数据初始化文件选择DATA7X8.mif，即可生成正弦信号数据存储器ROM，如图所示
4.用原理图方式对7为计数器LPM模块，方法与制作ROM78模块类似，如图所示
5.新建一个原理图设计窗口，取名为SIN_GNT,在窗口里面设计所需的电路，结果如图，进行时序仿真，无误后建立波形文件，结果如图
由图可知，在时间脉冲的作用下，AR计数，相对于的，Q也从正弦信号数据存储器ROM中输出相对应的数值，由这两项，这可以在示波器上输出正弦波。
四、心得体会
在实验中，LPM 是参数可设置模块库Library of Parameterized Modules 的英语缩写，Altera 提供的可参数化宏功能模块和LPM 函数均基于Altera 器件的结构做了优化设计。在许多实用情况中，必须使用宏功能模块才可以使用一些Altera 特定器件的硬件功能。例如各类片上存储器、DSP 模块、LVDS 驱动器、嵌入式PLL 以及SERDES 和DDIO 电路模块等等。这些可以以图形或硬件描述语言模块形式方便调用的宏功能块，使得基于EDA 技术的电子设计的效率和可靠性有了很大的提高LPM可实现基于LPM的流水线的累加器的设计，逻辑数据采样电路设计，简易正弦信号发生器的设计
实验四用状态机实现序列检测器的设计
一、实验目的1、熟悉状态机的作用及设计方法；
2、学习用状态机实现序列检测器的设计，并对其进行仿真和硬件测试。
二、实验原理
序列检测器可用于检测一组或多组由二进制码组成的脉冲序列信号，当序列检测器连续收到一组串行二进制码后，如果与检测器预先设置的码相同，则输出为1，否则输出为0。
三、实验内容
设计一个序列检测器，对1110010进行检测，对设计进行仿真测试并给出仿 真波形。
四、实验步骤
（1）运行软件，创建一个工程，取名为SHCK，打开文本文件编辑窗口，输入编写好的程序，如图所示。
取名为shiyan4，保存生成shiyan4.v文件。
（2）编译，时序仿真，直至无错误。
（3）建立波形文件，保存，取名为SHCK。设置各个需要的设置的参数，仿真时间设置为50us,时钟信号周期为4us,复位信号高电平有效，一般情况保持低电平，设置输入信号DIN含有输入数据段如图1110010，如图所示
（4）点击波形仿真，结果如图
由仿真结果可以看出，只有当输入完整的1110010时，输出信号才是高电平。（5）点击tools—netlist viewers—state machine viewers,查看状态转换表。
四、心得体会
通过本次实验掌握了如何用Verilog HDL语言实现状态机的原理，运用状态机实现序列检测器的设计，进一步掌握了课堂上所学到的知识，但同时充分的感觉到了自己的不足之处，今后一定要加强自己弱势方面的学习，用心学好EDA教科书上的知识，并抽时间在课外进行深入地学习，相信下次试验情况会有很大程度的改观
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