Quartus Prime软件中的工程由所有设计文件和与设计文件相关的设置组成。用户可以使用Quartus Prime原理图输入方式、文本输入方式、模块输入方式和EDA设计输入工具等表达电路构思。设计输入的流程如图1-3-1所示。
图1-3-1 设计输入的流程
设计前需要创建新工程,单击“File”菜单中的“New Project Wizard”命令即可。建立工程时,指定工程工作目录,分配工程名称,指定顶层设计实体的名称。还可以指定在工程中使用的设计文件、其他源文件、用户库、EDA工具和目标器件等。
1.3.1 设计输入方式
创建好工程后,需要为其添加设计输入文件。设计输入文件可以是文本形式的文件(如VHDL、VerilogHDL、AHDL等)、存储数据文件(如HEX、MIF等)、原理图设计输入文件和第三方EDA工具产生的文件(如EDIF、HDL、VQM等)。同时,还可以混合使用以上几种设计输入文件进行设计。
1.Verilog HDL/VHDL硬件描述语言设计输入方式
HDL语言设计方法是大型模块化设计工程中最常用的设计方法。目前较为流行的HDL语言有VHDL、Verilog HDL等。它们的共同特点是易于使用自顶向下的设计方法,易于模块划分和复用,移植性强,通用性好,设计不因芯片工艺和结构的改变而变化,利于向ASIC的移植等。HDL语言是纯文本文件,用任何编辑器都可以编辑。有些编辑器集成了语言检查、语法辅助模板等功能,这些功能给HDL语言的设计和调试带来了很大的便利。
2.AHDL(Altera Hard Description Language)输入方式
AHDL是完全集成到Quartus Prime软件系统中的一种高级模块化语言。可以利用Quartus Prime软件文本编辑器或其他的文本编辑器产生AHDL文件。一个工程中可以全部使用AHDL语言,也可以和其他类型的设计文件混用。AHDL语言只能用于使用Altera器件的FPGA/CPLD设计,其代码不能移植到其他厂商器件上(如Xilinx、Lattice等)使用,通用性不强,所以较少使用。
3.模块/原理图输入方式
原理图输入方式是FPGA/CPLD设计的基本方法之一,几乎所有的设计环境都集成了原理图输入法。这种设计方法直观、易用,支撑它的是一个功能强大、分门别类的器件库。然而,由于器件库元件通用性差,导致其移植性差,如更换设计实现的芯片型号时,整个原理图需要进行很大修改甚至是全部重新设计。所以原理图设计方式主要是一种辅助设计方式,它更多应用于混合设计中个别模块设计。
1.3.2 设计方法
在建立设计时,必须考虑Quartus Prime软件提供的设计方法,如LogicLock提供的自顶向下、自底向上和基于块的设计方法。在自顶向下的设计方法中,整个设计只有一个输出网络表,用户可以对整个设计进行跨设计边界和结构层次的优化处理,且管理容易;在自底向上的设计方法中,每个设计模块具有单独的网络表,它允许用户单独编译每个模块,且单个模块的修改不会影响其他模块的优化;基于块的设计方法使用EDA工具和综合工具分别设计和综合各个模块,然后将各模块整合到Quartus Prime软件的最高层设计中。在设计时,用户可根据实际情况灵活使用这些设计方法。
本书第2章将以具体实例,详细地介绍几种常用的设计方法。