基于MAX+plusⅡ开发平台的EDA设计方法

　　　MAX + plus Ⅱ是一种与结构无关的全集成化设计环境,使设计者能对Altera 的各种CPLD 系列方便地进行设计输入、快速处理和器件编程。MAX+ plus Ⅱ开发系统具有强大的处理能力和高度的灵活性。其主要优点:与结构无关、多平台、丰富的设计库、开放的界面、全集成化、支持多种硬件描述语言( HDL) 等。

设计流程

　　数字系统的设计采用自顶向下、由粗到细,逐步分解的设计方法,最顶层威廉希尔官方网站 是指系统的整体要求,最下层是具体的逻辑威廉希尔官方网站 的实现。自顶向下的设计方法将一个复杂的系统逐渐分解成若干功能模块,从而进行设计描述,并且应用EDA 软件平台自动完成各功能模块的逻辑综合与优化,门级威廉希尔官方网站 的布局,再下载到硬件中实现设计。利用MAX + plus II进行威廉希尔官方网站 设计的一般流程如图1 所示。

具体设计过程如下。

　　1) 设计输入。 MAX + plus Ⅱ支持多种设计输入方式,如原理图输入、波形输入、文本输入和它们的混合输入。

　　2) 设计处理。 设计输入完后,用MAX + plus Ⅱ的编译器编译、查错、修改直到设计输入正确,同时将对输入文件进行逻辑简化、优化,最后生成一个编程文件。 这是设计的核心环节。

　　3) 设计检查。MAX + plus Ⅱ为设计者提供完善的检查方法设计仿真和定时分析。其目的是检验威廉希尔官方网站 的逻辑功能是否正确,同时测试目标器件在最差情况下的时延。这一查错过程对于检验组合逻辑威廉希尔官方网站 的竞争冒险和时序逻辑威廉希尔官方网站 的时序、时延等至关重要。

　　4) 器件编程。 当威廉希尔官方网站 设计、校验之后,MAX+plus Ⅱ的Programmer 将编译器所生成的编译文件下载到具体的CPLD 器件中,即实现目标器件的物理编程 。

文本输入方式和图形输入方式设计一个模60 计数器

系统分析

　　模60 计数器是可由一个10 进制计数器和一个异步清零6 进制计数器组成的。 本设计采用10 进制计数器74160 组件和6 进制计数器组成。 数字系统分块后,需要选择正确描述系统逻辑功能的方式。 对于所选用的CPLD ,需要用相应的设计开发软件。 如MAX + plus Ⅱ的设计描述方式有文本、波形、图形多种方式。 图形输入方式直观易懂。 当系统较大时,由于此方式连线多,使用十分不方便。 采用V HDL硬件描述语言的描述方式与结构无关,设计难度降低,软件修改方便而且大部分受控功能模块已经编译验证,系统设计时只要选择这些模块并按一定的逻辑功能组合即可 。

系统设计

　　本设计6 进制计数器采用文本输入方式设计,其代码如下:

L IBRARY ieee ;

USE ieee. std_logic_1164. all ;

USE ieee. std_logic_unsigned. all ;

ENtiTY counter6 IS                        %定义模块IS

PORT (Load ,En Clrn , Clk : IN STD_LOGIC;

　D : IN STD_LOGIC_VECTOR(2 downto 0) ;

%定义输入端口

　Q :OU T STD_LOGIC_VECTOR(2 downto 0) ;

%定义输出端口

　Co :OU T STD_LOGIC)

END counter6 ;

ARCHITECTURE a OF counter6 IS

BEGIN                                   %定义过程

PROCESS(Clk)

　variable tmp : std_logic_vector (2 downto 0) ;

%定义一个矢量

begin

　IF Clrn =’0’THEN tmp : = "000" ;

　　else

　IF( Clk’event AND Clk =’1’) THEN      %过程声明

　　IF Load =’0’THEN tmp : = D ;

　　ELSIF En =’1’THEN

　　　　IF tmp = "101" THEN tmp : = "000" ;

　　　　ELSE tmp : = tmp + 1 ;

　　END IF ;

　　END IF ;

　　END IF ;

　　END IF ;

　Q < = tmp ; Co < = (tmp (0) AND tmp (2) AND En) ;

　END PROCESS ;

END a ;

　　保存并编译设计代码, 然后创建威廉希尔官方网站 符号counter6 ,接着用图形输入方式编辑模60 计数器,在编辑的过程当中可以引用6 进制威廉希尔官方网站 符号counter6。 设计的系统威廉希尔官方网站 如图2 所示。

　　模60 计数器由十进制计数器74160 和以上设计的六进制计数器组成(见图3) ,当74160 计到9时,产生进位使6 进制威廉希尔官方网站 能计数。

系统仿真

　　为了保证设计的正确性,系统设计之后还要进行仿真。本系统采用MAX7000S 系列CPLD 芯片,应用MAX+plus Ⅱ对各种文件从底层到顶层逐个编译,再进行逻辑仿真。其仿真波形如图4 所示。仿真之后通过MAX + plus Ⅱ的Programmer下载到可编程芯片上便完成设计。利用MAX + plusⅡ编译、查错生成一个能实现模60 的计数器, 从图4 可见初值为58 ,使能端EN 和清除控制端CL RN为高电平。 经过两个时钟周期上升沿Qa 从8 变到0 ,Qb 从5 变到0 ,再开始新一轮的计数。