QuartusⅡ入门:现代数字系统设计与PLD应用
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更新于2024-08-24
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"该资源是一本关于现代数字系统设计方法的入门帮助手册,重点介绍了使用QuartusⅡ软件进行设计的基本流程。手册强调了自上而下的设计方法,使用可编程逻辑器件(PLD)如FPGA/CPLD,并通过硬件描述语言编写源程序进行设计,减少了硬件电路设计的复杂性。它还提到了传统设计方法的不足,如效率低、设计周期长、易出错等,并对比了现代方法的优势,如自动化程度高、设计灵活、系统集成度高等。"
现代的数字系统设计方法已经极大地改变了电子系统的设计方式,特别是通过使用像QuartusⅡ这样的EDA(电子设计自动化)软件。QuartusⅡ是Altera公司开发的一款强大的FPGA(现场可编程门阵列)设计工具,适用于现代数字系统的开发。本手册将引导用户了解如何利用该软件进行数字系统设计。
在现代设计中,设计者通常采用自上而下的方法,这意味着从系统的高层次概念开始,然后逐步细化到较低层次的组件。这种方法使得设计更为模块化,易于管理和维护。使用可编程逻辑器件,如PLD,设计者可以自行定义器件内部的逻辑结构和引脚分配,这大大提高了设计的灵活性。
设计流程一般包括以下几个步骤:首先,设计者会用硬件描述语言(如VHDL或Verilog)编写源代码,描述系统的功能。这些源程序不仅资料量小,便于保存,而且有良好的继承性和可读性,不需要深入了解底层逻辑细节,只需关注输入和输出之间的关系或时序电路的状态转移。
接着,设计者会使用EDA工具,如QuartusⅡ,进行逻辑综合,将源代码转化为逻辑门级别的电路描述。然后,通过模拟仿真验证设计的正确性。一旦仿真通过,就可以将设计编程下载到实际的PLD设备中,实现硬件功能。
对比传统的自下而上的设计方法,现代设计方法显著提高了效率,减少了设计周期,降低了出错的可能性。传统方法依赖于固定功能的逻辑器件,需要手动进行逻辑化简、绘制电路原理图、实验验证等多个步骤,而这些现在大部分都可以由EDA软件自动完成。此外,PLD的使用使得系统可以更紧凑,设计更具灵活性,也降低了对外部市场供应的依赖。
本手册提供的示例是一个全加器设计,以及一个电子钟的实现,展示了如何运用QuartusⅡ进行系统划分、逻辑设计、仿真验证和最终实现。通过这样的实例,读者可以更深入地理解现代数字系统设计的方法和技术。
2021-10-19 上传
2011-04-12 上传
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