FPGA設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)軟件Quartus II的使用技巧之： 典型實(shí)例-LogicLock功能演示

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5.11??典型實(shí)例10：LogicLock功能演示

5.11.1??實(shí)例的內(nèi)容及目標(biāo)

1．實(shí)例的主要內(nèi)容

本節(jié)旨在通過(guò)Quartus軟件自帶的工程實(shí)例——“l(fā)ockmult”來(lái)熟悉Altera?Quartus?II邏輯鎖定功能LogicLock的使用方法。在本節(jié)中，將主要講解下面知識(shí)點(diǎn)。

·??Quartus?II約束設(shè)計(jì)。

·??Quartus?II時(shí)序分析。

·??Quartus?II邏輯鎖定。

通過(guò)這些知識(shí)點(diǎn)，按照下面提供的訓(xùn)練流程，讀者可以迅速地掌握使用Quartus?II軟件邏輯鎖定功能的使用方法。

2．實(shí)例目標(biāo)

通過(guò)詳細(xì)的流程講解，讀者應(yīng)達(dá)到下面的目標(biāo)。

·??熟悉Quartus?II時(shí)序分析報(bào)告的查看。

·??熟悉SignalTap?II邏輯鎖定的方法。

5.11.2??實(shí)例詳解

本實(shí)例將使用圖解的方式將整個(gè)流程一步一步展現(xiàn)給讀者，使讀者能夠輕松掌握開(kāi)發(fā)的流程。

5.11.2.1??打開(kāi)工程文件

本實(shí)例以流水線乘法器為例，介紹邏輯鎖定技術(shù)及相關(guān)的優(yōu)化控制的基本用法。

打開(kāi)位于路徑C:alteraqdesigns50logiclocklockmult中的工程lockmult.qpf。這就是乘法器實(shí)例的頂層設(shè)計(jì)，其原理如圖5.72所示，圖中的4個(gè)元件pipmult是相同的。

圖5.72??乘法器頂層原理圖

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pipemult的電路原理圖如圖5.73所示。它是由一個(gè)8位流水線乘法器和一個(gè)16位雙口RAM構(gòu)成。

圖5.73??pipemult內(nèi)部電路原理圖

選擇目標(biāo)器件為EP20K100EQC208-1。

5.11.2.2??設(shè)置時(shí)序約束

在編譯前設(shè)定時(shí)鐘約束。在“Assignments”菜單中選擇“Settings”選項(xiàng)。然后在“Settings”窗口的“Category”欄選擇“Timing?Requirements?&?Options”頁(yè)面。

為“Clock?Settings”下的“Default?required?fmax”輸入150并選擇MHz，如圖5.74所示，單擊“OK”按鈕，關(guān)閉窗口。

編譯結(jié)束后，可在編譯信息欄中看到最高時(shí)鐘頻率不能達(dá)到原設(shè)定的150MHz的要求（如圖5.75所示）。打開(kāi)“Processing”菜單中的“Complication?report”窗口，單擊“Timing?Analyzer”可以在Clock?Setup中看到哪些信號(hào)頻率達(dá)不到要求。

5.11.2.3??使用LogicLock功能進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)

1．建立底層模塊工程

新建底層模塊工程，在本實(shí)例中已經(jīng)建立好底層模塊工程，打開(kāi)“典型實(shí)例10”目錄下的lockmult.qpf工程，如圖5.76所示，可以看到乘法器的底層模塊。

圖5.74??設(shè)計(jì)要求最高時(shí)鐘頻率

圖5.75??編譯結(jié)果信息提示

圖5.76??底層模塊

指定設(shè)備：EP20K100EQC208-1，編譯工程。

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2．打開(kāi)LogicLock窗口

使用快捷鍵“Alt＋L”或者選擇“Assignment”/“LogicLock?Regions?Window”，打開(kāi)LogicLock窗口，如圖5.77所示。

圖5.77??LogicLock窗口

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3．新建LogicLock區(qū)域

右鍵選擇“Root_region”項(xiàng)并選擇“new”，新建區(qū)域并將名稱取為lock_mult，如圖5.78所示。

圖5.78??新建LogicLock區(qū)域

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4．加入工程到LogicLock區(qū)域

右鍵選擇新建的“l(fā)ock_mult”項(xiàng)，打開(kāi)屬性窗口。將左側(cè)的工程層次欄中的pipemult模塊拖入，拖入后會(huì)出現(xiàn)pipemult的標(biāo)志，如圖5.79所示。

圖5.79??拖入pipemult模塊

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5．編譯工程

對(duì)包含底層模塊的Logic?Lock工程進(jìn)行第一次編譯。

6．反標(biāo)

回到主界面打開(kāi)剛才的lock_mult屬性窗口。單擊“Back-Annotate?Contents”按鈕。反標(biāo)約束信息，選擇反標(biāo)輸出路徑，如圖5.80所示。

成功反標(biāo)后會(huì)在對(duì)話框中出現(xiàn)如圖5.81所示信息。

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?????????? ? 圖5.80??輸出反標(biāo)信息???????? ? ? ? ? ? 圖5.81??輸出反標(biāo)信息結(jié)果

7．導(dǎo)出assignment信息

選擇“Assignment”/“Export?Assignment”選項(xiàng)，如圖5.82所示，導(dǎo)出約束信息。

8．打開(kāi)乘法器頂層設(shè)計(jì)文件工程topmult

使用Quartas?II軟件打開(kāi)另一個(gè)工程——乘法器工程topmult

9．替換底層模塊設(shè)計(jì)文件

選擇“project”/“Add/Remove?Files?in?Project”選項(xiàng)，如圖5.83所示。

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圖5.82??輸出Assignment信息?????? 圖5.83??添加刪除文件菜單

將原來(lái)的底層模塊文件刪除，使用剛創(chuàng)建的反標(biāo)信息代替，如圖5.84所示。

10．指定底層模塊Assignment文件

回到主界面，單擊左側(cè)圖標(biāo)，展開(kāi)topmult，可以看到如圖5.85所示工程層次目錄。

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?圖5.84??添加反標(biāo)文件.vqm??????????? 圖5.85??工程層次目錄

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右鍵選擇底層模塊“pipemult:inst1”，選擇“Locate”/“Locatein?Assignment?Editor”選項(xiàng)，如圖5.86所示。

選擇“Import?File?Name”，如圖5.87。

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????????????圖5.86??Locate菜單??? 圖5.87??import?file窗口

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選擇pipemult.qsf文件，也就是剛才所選擇輸出設(shè)置信息，如圖5.88所示。

依次對(duì)每一個(gè)底層模塊重復(fù)這個(gè)步驟。

11．導(dǎo)入Assignment文件

選擇“Assignment”/“Import?Assignment”，輸入剛才輸出的設(shè)置文件。

12．再次編譯工程

編譯整體工程，可以發(fā)現(xiàn)時(shí)鐘頻率符合要求，如圖5.89所示。

圖5.89??時(shí)序分析報(bào)告