Altera MAX+plus II 介紹

Altera MAX+plus II 介紹

一、軟件功能簡(jiǎn)介
MAX+plusⅡ（Multiple Array and Programming Logic User System）開(kāi)發(fā)工具
是美國(guó)Altera 公司推出的一種EDA 工具，具有靈活高效，使用便捷，易學(xué)易用
的特點(diǎn)。Altera 公司在推出各種CPLD 和FPGA 的同時(shí)也在不斷地升級(jí)相應(yīng)的開(kāi)
發(fā)工具軟件，已從早期的第一代A+plus、第二代MAX+plus 發(fā)展到目前的第三
代MAX+plus II 和第四代Quartus。使用MAX+plus Ⅱ軟件，設(shè)計(jì)者無(wú)需精通器
件內(nèi)部的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，只需熟悉所用的設(shè)計(jì)輸入工具，如硬件描述語(yǔ)言、原理圖等
進(jìn)行輸入，MAX+plusⅡ自動(dòng)將設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換成目標(biāo)文件下載到器件中去。
MAX+plusⅡ開(kāi)發(fā)系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)。
(1)多平臺(tái)系統(tǒng) MAX+plusⅡ的設(shè)計(jì)輸入、處理與校驗(yàn)功能一起提供了全集
成化的可編程開(kāi)發(fā)工具，可以加快動(dòng)態(tài)調(diào)試，縮短開(kāi)發(fā)周期。
(2)開(kāi)放的界面 MAX+plusⅡ可與其它工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)輸入、綜合和校驗(yàn)工
具鏈接。具有EDIF，VHDL，Verilog HDL 以及其他的網(wǎng)表接口，便于與許多公
司的EDA 工具接口，包括Cadence，Mentor，Synopsys，Synplicity，Viewlogic
等公司提供的EDA 工具的接口。
(3)模塊組合式工具軟件MAX+plusⅡ具有一個(gè)完整的可編程邏輯設(shè)計(jì)環(huán)境，
包括設(shè)計(jì)輸入、設(shè)計(jì)處理、設(shè)計(jì)校驗(yàn)仿真和下載編程四個(gè)模塊，設(shè)計(jì)者可以按設(shè)
計(jì)流程選擇工作模塊。
(4)與結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān) MAX+plusⅡ支持Altera 的Classic、MAX5000、MAX7000、
FLEX8000、FLEXlOK 等可編程器件系列，提供工業(yè)界中唯一真正與結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)的
可編程邏輯設(shè)計(jì)環(huán)境。
(5)硬件描述語(yǔ)言 MAX+plusⅡ支持各種HDL 硬件設(shè)計(jì)輸入語(yǔ)言，包括VHDL、
VerilogHDL 和Altera 的硬件描述語(yǔ)言AHDL。

二、軟件的安裝使用說(shuō)明
MAX+plus II 教學(xué)版軟件是免費(fèi)的，你需要到Altera 公司的網(wǎng)頁(yè)去申請(qǐng)一
個(gè)License.dat 授權(quán)文件（軟件安裝部分有詳細(xì)說(shuō)明），也可使用隨機(jī)光盤(pán)的
License.dat 授權(quán)文件（此文件就在光盤(pán)中的Altera MAX+plusII 10.0 文件下）。其
商業(yè)版需要到Altera 公司的中國(guó)代理購(gòu)買(mǎi)，它帶有一個(gè)軟件狗，需置于計(jì)算機(jī)的
并行口上。教學(xué)版軟件同樣支持功能仿真和時(shí)序分析，并且同樣支持VHDL 語(yǔ)
言設(shè)計(jì)。該軟件可運(yùn)行在Windows9X/2000/NT 及WindowsXP 操作系統(tǒng)下。
MAX+plusII 10.0 版本推薦PC 機(jī)的配置如為：333MHz 奔騰以上CPU、64M 以
上有效內(nèi)存、600M 以上的硬盤(pán)。
1、 軟件的安裝
注意：本安裝過(guò)程以10.0 版本為例介紹，其它版本安裝過(guò)程類似。
⑴ 將光盤(pán)插入PC 機(jī)光驅(qū)，假定您的光驅(qū)號(hào)為G:，
⑵ 運(yùn)行G：\MAX+plusII 10.0\setup.exe 文件，按提示進(jìn)行安裝；
⑶ 安裝過(guò)程中閱讀完授權(quán)窗口信息后，選擇YES 接受協(xié)議，再選擇適當(dāng)?shù)陌惭b
方式，教學(xué)版軟件請(qǐng)選擇: full installation 模式安裝，若改變安裝目錄及路徑請(qǐng)按
Browse 按鈕修改，一般選擇默認(rèn)安裝即可。軟件安裝完畢后，readme 文件將自
動(dòng)出現(xiàn)，它包含一些重要信息，請(qǐng)仔細(xì)閱讀，該軟件要通過(guò)License 文件設(shè)置以
后方可使用（見(jiàn)下一節(jié)介紹）。
2、軟件的第一次使用與設(shè)置
MAX+plusII 10.0 軟件安裝完畢后，第一次運(yùn)行軟件必須進(jìn)行l(wèi)icense.dat 文件的
設(shè)置，否則其大部分功能用戶不能正常使用。下面我們將license.dat 文件的安裝
方法簡(jiǎn)單介紹如下。
1）、將光盤(pán)里隨機(jī)附送的license.dat 文件拷貝至安裝后的MAX+plus2 軟件包根
目錄下。注意：license.dat 文件來(lái)自于Altera 網(wǎng)上授權(quán)或代理商提供。也可使用
隨機(jī)光盤(pán)提供的License.dat 授權(quán)文件(此文件就在光盤(pán)中的Altera MAX+plusII
10.0 文件夾下)。
2）、點(diǎn)擊windows 程序組下的altera\ MAX+plusII 10.0 ，啟動(dòng)本軟件。注意：第一次啟動(dòng)軟件會(huì)有幾個(gè)對(duì)話窗口，提示沒(méi)有安裝License 文件或軟件狗，并附
有其公司網(wǎng)址及如何申請(qǐng)license 授權(quán)文件等詳細(xì)說(shuō)明。
3）、軟件啟動(dòng)以后選擇主菜單欄的Option \License Setup 選項(xiàng)，彈出如下對(duì)話框，
點(diǎn)擊 “Browse”；

4）、通過(guò)瀏覽，在如下對(duì)話框中指出您保存的License.dat 文件的所在硬盤(pán)位置
（路徑），點(diǎn)擊OK 確認(rèn)即可。這樣您的MAX+plusII 軟件就可以正常使用了。

license．Dat 文件生效后，對(duì)話框底部的System lnfo 中就有你的硬盤(pán)ID 信息了，
如下圖所示。至此您已成功地完成了整個(gè)軟件的安裝。

說(shuō)明：一般免費(fèi)注冊(cè)申請(qǐng)的License.dat 文件只能用六個(gè)月的時(shí)間，如果到期的
話，您可以用同樣的方法再次申請(qǐng)，如果您使用的通用License.dat 文件(此文件
就在光盤(pán)中的Altera MAX+plusII 10.0 文件下)，就不存在上述問(wèn)題了，如果您在
安裝和使用本軟件中遇到問(wèn)題，請(qǐng)及時(shí)與我們聯(lián)系。
三、可編程邏輯器件設(shè)計(jì)流程簡(jiǎn)介
可編程邏輯器件CPLD/FPGA 的設(shè)計(jì)是指利用開(kāi)發(fā)軟件和編程工具對(duì)器件
進(jìn)行開(kāi)發(fā)的過(guò)程。
可編程邏輯器件的設(shè)計(jì)流程包括設(shè)計(jì)準(zhǔn)備、設(shè)計(jì)輸入、設(shè)計(jì)處理（項(xiàng)目編譯）、
仿真和定時(shí)分析、器件編程下載（設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)）四個(gè)步驟。

三、MAX+plus II 可編程設(shè)計(jì)流程
1） 設(shè)計(jì)準(zhǔn)備在對(duì)可編程邏輯器件的芯片進(jìn)行設(shè)計(jì)之前，首先要進(jìn)行方案論證、
系統(tǒng)設(shè)計(jì)和器件選擇等設(shè)計(jì)準(zhǔn)備工作。設(shè)計(jì)者首先要根據(jù)任務(wù)要求，如系統(tǒng)所完
成的功能及復(fù)雜程度，對(duì)工作速度和器件本身的資源、成本及連線的可布通性等
方面進(jìn)行權(quán)衡，選擇合適的設(shè)計(jì)方案。
在前面已經(jīng)介紹過(guò)，數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法通常采用從頂向下的設(shè)計(jì)方法，也是基
于芯片的系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要方法，它首先從系統(tǒng)設(shè)計(jì)入手，在頂層進(jìn)行功能劃分和
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，采用硬件描述語(yǔ)言對(duì)高層次的系統(tǒng)進(jìn)行描述，并在系統(tǒng)級(jí)采用仿真手
段,驗(yàn)證設(shè)計(jì)的正確性，然后再逐級(jí)設(shè)計(jì)在低層的結(jié)構(gòu)。
由于高層次的設(shè)計(jì)與器件及工藝無(wú)關(guān)，而且在芯片設(shè)計(jì)前就可以用軟件仿真手段

驗(yàn)證系統(tǒng)方案的可行性，因此自頂向下的設(shè)計(jì)方法,有利于在早期發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
中的錯(cuò)誤，避免不必要的重復(fù)設(shè)計(jì)，提高設(shè)計(jì)的一次成功率。自頂向下的設(shè)計(jì)采
用功能分割的方法從頂向下逐次進(jìn)行劃分，這種層次化設(shè)計(jì)的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是支持
模塊化，從而可以提高設(shè)計(jì)效率。
2）設(shè)計(jì)輸入
設(shè)計(jì)者將所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)或電路以開(kāi)發(fā)軟件要求的某種形式表現(xiàn)出來(lái)，并送入
計(jì)算機(jī)的過(guò)程稱為設(shè)計(jì)輸入。設(shè)計(jì)輸入通常有以下幾種方式。
1）．原理圖輸入方式
2）．硬件描述語(yǔ)言輸入方式
3）．波形輸入方式
4）．層次化設(shè)計(jì)輸入方式
4、項(xiàng)目編譯（設(shè)計(jì)處理）
這是器件設(shè)計(jì)中的核心環(huán)節(jié)。在設(shè)計(jì)處理過(guò)程中，編譯軟件將對(duì)設(shè)計(jì)輸入文
件進(jìn)行邏輯化簡(jiǎn)、綜合和優(yōu)化，并適當(dāng)?shù)赜靡黄蚨嗥骷詣?dòng)進(jìn)行適配，最后
產(chǎn)生編程用的編程文件。
1）．語(yǔ)法檢查和設(shè)計(jì)規(guī)則檢查
設(shè)計(jì)輸入完成之后，在編譯過(guò)程首先進(jìn)行語(yǔ)法檢驗(yàn)，如檢查原理圖有無(wú)漏連
信號(hào)線，信號(hào)有無(wú)雙重來(lái)源，文本輸入文件中的關(guān)鍵字有無(wú)輸入錯(cuò)誤等各種語(yǔ)法
錯(cuò)誤，并及時(shí)列出錯(cuò)誤信息 報(bào)告供設(shè)計(jì)者修改；然后進(jìn)行設(shè)計(jì)規(guī)則檢驗(yàn)，檢查
總的設(shè)計(jì)有無(wú)超出器件資源或規(guī)定的限制 并將編譯報(bào)告列出，指明違反規(guī)則情
況以供設(shè)計(jì)者糾正。
2）．邏輯優(yōu)化和綜合
化簡(jiǎn)所有的邏輯方程或用戶自建的宏，使設(shè)計(jì)所占用的資源最少。綜合的目
的是將多個(gè)模塊設(shè)計(jì)文件合并為一個(gè)網(wǎng)表文件，并使層次設(shè)計(jì)平面化(即展平)。
3）．適配和分割
確定優(yōu)化以后的邏輯能否與器件中的宏單元和I／0 單元適配，然后將設(shè)計(jì)
分割為多個(gè)便于適配的邏輯小塊形式映射到器件相應(yīng)的宏單元中。如果整個(gè)設(shè)計(jì)

不能裝入一片器件時(shí)，可以將整個(gè)設(shè)計(jì)自動(dòng)分(分割)成多塊并裝入同一系列的多
片器件中去。
劃分(分割)工作可以全部自動(dòng)實(shí)現(xiàn)，也可以部分由用戶控制，還可以全部由
用戶控制進(jìn)行。劃分時(shí)應(yīng)使所需器件數(shù)目盡可能少，同時(shí)應(yīng)使用于器件之間通信
的引線端子數(shù)目最少。
4）．布局和布線
布局和布線工作是在設(shè)計(jì)檢驗(yàn)通過(guò)以后由軟件自動(dòng)完成的，它能以最優(yōu)的方
式對(duì)邏輯元件布局，并準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)元件間的互連。布線以后軟件會(huì)自動(dòng)生成布線
報(bào)告，提供有關(guān)設(shè)計(jì)中各部分資源的使用情況等信息。
5）．生成編程數(shù)據(jù)文件
項(xiàng)目編譯的最后一步是產(chǎn)生可供器件編程使用的數(shù)據(jù)文件。對(duì)CPLD 來(lái)說(shuō)，是產(chǎn)
生熔絲圖文件，即JEDEC 文件(電子器件工程聯(lián)合制定的標(biāo)準(zhǔn)格式，簡(jiǎn)稱JED 文
件)；對(duì)于FPGA 來(lái)說(shuō)，是生成位數(shù)據(jù)文件(BitstreamGeneration)。
4、仿真和定時(shí)分析（項(xiàng)目校驗(yàn)）：
設(shè)計(jì)項(xiàng)目的校驗(yàn)包括設(shè)計(jì)項(xiàng)目的仿真（功能仿真）、定時(shí)分析兩個(gè)部分。一
個(gè)設(shè)計(jì)項(xiàng)目在編譯完成后只能為項(xiàng)目創(chuàng)建一個(gè)編程文件，但并不能保證是否真正
達(dá)到了用戶的設(shè)計(jì)要求，如邏輯功能和內(nèi)部時(shí)序要求等。所以在器件編程之前應(yīng)
進(jìn)行全面模擬檢測(cè)和仿真調(diào)試，以確保其設(shè)計(jì)項(xiàng)目在各種可能的情況下正確響應(yīng)
和正常工作，這就是項(xiàng)目校驗(yàn)（仿真調(diào)試）的必要性。
MAX+plusⅡ提供的設(shè)計(jì)校驗(yàn)過(guò)程包括仿真和定時(shí)分析，項(xiàng)目編譯后，為確保設(shè)
計(jì)無(wú)誤,再用專門(mén)軟件進(jìn)行仿真。如果發(fā)現(xiàn)了錯(cuò)誤，則對(duì)設(shè)計(jì)輸入進(jìn)行部分修改
直至無(wú)誤。
1)仿真(Simulation) MAX+plusII Simulator(仿真器)具有很強(qiáng)的靈活性，可以控制
對(duì)單個(gè)器件或多個(gè)器件設(shè)計(jì)的仿真。該模擬程序使用編譯過(guò)程中生成的二進(jìn)制模
擬網(wǎng)表文件，對(duì)一個(gè)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)功能仿真和時(shí)序仿真。
設(shè)計(jì)者可以直接用矢量輸入語(yǔ)言來(lái)定義輸入激勵(lì)，也可以用MAX+plus ⅡWave
Editor 直接繪制波形。仿真結(jié)果在WaveEditor 或TextEditor 窗口顯示，也可作為
波形或文本文件打印出來(lái)。

2)定時(shí)分析(TimingAnalysis) MAX+plus TimiⅡ ngAnalyzer(定時(shí)分析程序)能按
矩陣方式計(jì)算設(shè)計(jì)中點(diǎn)到點(diǎn)的延時(shí)，確定在器件引線端上要求的上升和保持時(shí)
間，估計(jì)最大時(shí)鐘頻率。MAX+plusⅡ設(shè)計(jì)輸入工具與定時(shí)分析程序綜合在一起，
允許在設(shè)計(jì)文件中簡(jiǎn)單地指定起始和終點(diǎn)標(biāo)記，或者用FloorplanEditor(平面圖編
輯器)來(lái)確定最短和最長(zhǎng)的傳播延時(shí)。
五、器件編程下載
在以上步驟都正確實(shí)施并完全通過(guò)以后，我們就可以將我們?cè)O(shè)計(jì)的項(xiàng)目（最
終的數(shù)據(jù)編程文件）下載到器件中去，然后加入實(shí)際的激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行測(cè)試，在我
們的目標(biāo)系統(tǒng)中進(jìn)行產(chǎn)品級(jí)使用了。如果還未最終達(dá)到我們的設(shè)計(jì)目的，則需返
回以上步驟查找設(shè)計(jì)問(wèn)題直至無(wú)誤。至此，我們已經(jīng)完整的完成了可編程邏輯器
件的產(chǎn)品級(jí)設(shè)計(jì)流程，相信用戶通過(guò)對(duì)以上步驟的了解，對(duì)可編程邏輯器件的設(shè)
計(jì)有了一定的概念和了解。(有關(guān)器件下載編程配置的詳細(xì)使用說(shuō)明見(jiàn)
MAX+plusII 軟件設(shè)計(jì)與應(yīng)用舉例章節(jié)。)
六、可編程邏輯常用設(shè)計(jì)輸入法介紹
MAX+plus II 的設(shè)計(jì)輸入方法有多種，主要包括文本設(shè)計(jì)輸入、原理圖輸入、
波形設(shè)計(jì)輸入、層次設(shè)計(jì)輸入和平面圖設(shè)計(jì)輸入等多種方式，另外，還可以利用
第三方EDA工具生成的網(wǎng)表文件輸入，該軟件可接受的網(wǎng)表有EDIF格式、VHDL
格式及Verilog 格式。設(shè)計(jì)者可根據(jù)實(shí)際情況靈活地使用最適合自己的設(shè)計(jì)方法。
下面我們將用幾種最常見(jiàn)的輸入法加以介紹。
1、原理圖設(shè)計(jì)輸入法
這是一種最直接的輸入方式，它使用軟件系統(tǒng)提供的元器件庫(kù)及各種符號(hào)和
連線畫(huà)出原理圖，形成原理圖輸入文件。這種方式大多用在對(duì)系統(tǒng)及各部分電路
很熟悉的情況，或在系統(tǒng)對(duì)時(shí)間特性要求較高的場(chǎng)合。當(dāng)系統(tǒng)功能較復(fù)雜時(shí)，原
理圖輸入方式效率低，它的主要優(yōu)點(diǎn)是容易實(shí)現(xiàn)仿真，便于信號(hào)的觀察和電路的
調(diào)整。
1）、軟件的啟動(dòng)：進(jìn)入Altera 軟件包，打開(kāi)MAX+plus II 10.0 軟件,如下圖所示。

2）、啟動(dòng)File \ New 菜單，彈出設(shè)計(jì)輸入方式選擇窗口，如下圖所示：

3）、選擇Graphic Editor File，單擊OK 按鈕，打開(kāi)原理圖編輯器，進(jìn)入原理圖設(shè)
計(jì)輸入電路編輯狀態(tài)，如下圖所示：

4）、放置一個(gè)器件在原理圖上
a．在原理圖編輯器的空白處雙擊鼠標(biāo)左鍵或單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的快捷菜單
中選擇Enter Symbol,出現(xiàn)下圖；

b.在上圖光標(biāo)處可直接輸入元件名稱或用鼠標(biāo)點(diǎn)取元器件庫(kù)中的所需元件，按下
OK 即可輸入元器件，下面我們將以3-8 譯碼器為例加以說(shuō)明。
c.如果安放相同元件，只要按住Ctrl 鍵，用鼠標(biāo)拖動(dòng)所選中的元件復(fù)制到指定位
置即可。
d.一個(gè)完整的電路包括：輸入端口INPUT、電路元器件集合、輸出端口OUTPUT。
下圖為3-8 譯碼器的電路元件安放結(jié)果。
5）添加連線：
把鼠標(biāo)移到元件引腳附近，則鼠標(biāo)光標(biāo)自動(dòng)由箭頭變?yōu)槭诌B線狀態(tài)，按住鼠標(biāo)
左鍵拖動(dòng)，即可畫(huà)出連線，如果放開(kāi)鼠標(biāo)左鍵則一條連線就畫(huà)好了（一條連線也
可叫做一個(gè)節(jié)點(diǎn)，在原理圖編輯中節(jié)點(diǎn)是以線出現(xiàn)的）。3-8 譯碼器原理圖如下圖
所示。

6）標(biāo)記輸入/輸出端口屬性
分別雙擊輸入端口的“PIN-NAME”，當(dāng)其變成黑色時(shí)，即可輸入標(biāo)記符名稱并回
車(chē)確認(rèn)；輸出端口標(biāo)記方法類似。本譯碼器的三輸入斷分別標(biāo)記為：A、B、C；
其八輸出端分別為：D0、D1、D2、D3、D4、D5、D6、d7。如下圖所示。注意，
端口名字不能為空。
7）保存原理圖
單擊保存按鈕圖標(biāo)，對(duì)于新建文件，出現(xiàn)類似文件管理器的圖框，請(qǐng)選擇保存路
徑和文件名稱，原理圖的擴(kuò)展名為*.gdf 。
8）點(diǎn)擊File\Project\set project to current file 設(shè)置此項(xiàng)目為當(dāng)前文件,如下圖所示。

注意：此操作尤為重要，否則容易出錯(cuò)。
至此，你已完成了電路原理圖設(shè)計(jì)輸入的整個(gè)過(guò)程。當(dāng)然在使用這種輸入法的時(shí)
候，有很多小技巧，如總線的使用等，這里將不再作詳細(xì)介紹。
2、文本設(shè)計(jì)輸入（VHDL）法簡(jiǎn)介
文本設(shè)計(jì)輸入法，這種輸入法就是將電子電路的設(shè)計(jì)以文字（專用計(jì)算機(jī)語(yǔ)
言）或文件的形式表現(xiàn)出來(lái)，即硬件描述語(yǔ)言，它可分為普通硬件描述語(yǔ)言和行
為描述語(yǔ)言。普通硬件描述語(yǔ)言有ABEL-HDL、CUPL 等，它們支持邏輯方程、
真值表、狀態(tài)機(jī)等邏輯表達(dá)方式。行為描述語(yǔ)言是目前常用的高層次硬件描述語(yǔ)
言，有VHDL 和Verilog-HDL 等，它們都已成為IEEE 標(biāo)準(zhǔn)，并且有許多突出的
優(yōu)點(diǎn)：如語(yǔ)言與工藝的無(wú)關(guān)性，可以使設(shè)計(jì)者在系統(tǒng)設(shè)計(jì)、邏輯驗(yàn)證階段便能確
立方案的可行性；如語(yǔ)言的公開(kāi)可利用性，使它們便于實(shí)現(xiàn)大規(guī)模系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等；
同時(shí)硬件描述語(yǔ)言具有較強(qiáng)的邏輯描述和仿真功能，而且輸入效率高，在不同的
設(shè)計(jì)輸入庫(kù)之間轉(zhuǎn)換和移植非常方便，通用性很強(qiáng)。因此，運(yùn)用VHDL、
Verilog-HDL 硬件描述語(yǔ)言設(shè)計(jì)已是當(dāng)前的趨勢(shì)，下面我們將以VHDL 語(yǔ)言為例
作一簡(jiǎn)單介紹。
1）、在主菜單上選擇File\New 或點(diǎn)擊新建快捷圖標(biāo)，在彈出的菜單中選擇TextEditer File，按下OK 按鈕， 即可輸入文本，現(xiàn)已“Adder”加法器為例，進(jìn)行VHDL
語(yǔ)言設(shè)計(jì)輸入，在下面的文本編輯器中輸入該描述語(yǔ)言，如下圖所示。
2）、設(shè)計(jì)輸入完成以后，在主菜單上選擇File \Save 或點(diǎn)擊保存文件快捷圖標(biāo)，
彈出如下對(duì)話框，請(qǐng)注意文件格式。
3）、選擇文件類型為 •VHD 硬件描述語(yǔ)言，輸入文件名稱“adder”，點(diǎn)擊OK 按
鈕保存文件。再選擇file/project/set project to current file 設(shè)置這個(gè)項(xiàng)目為當(dāng)前的項(xiàng)
目文件。
4）、編譯我們所設(shè)計(jì)的項(xiàng)目，從下圖可以看出其編譯沒(méi)有任何錯(cuò)誤，可以說(shuō)明此
版本軟件支持VHDL 硬件描述語(yǔ)言設(shè)計(jì)輸入，有興趣的讀者可以對(duì)該項(xiàng)目試著
仿真一下，以得到進(jìn)一步的驗(yàn)證。

3、波形輸入法簡(jiǎn)介
波形輸入主要用于建立和編程波形設(shè)計(jì)文件以及輸入仿真向量和功能測(cè)試
向量，從而達(dá)到對(duì)電路的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。
波形設(shè)計(jì)輸入適合用于時(shí)序邏輯和有重復(fù)性的邏輯函數(shù)。系統(tǒng)軟件可以根據(jù)
用戶的輸入 輸出波形自動(dòng)生成邏輯關(guān)系。
波形編輯功能還允許設(shè)計(jì)者對(duì)波形進(jìn)行拷貝、剪切、粘貼、重復(fù)與伸展，從
而可以用內(nèi)部節(jié)點(diǎn)、觸發(fā)器和狀態(tài)機(jī)建立設(shè)計(jì)文件，并將波形進(jìn)行組合，顯示各
種進(jìn)制的狀態(tài)值，還可以通過(guò)將一組波形重疊到另一組波形上，對(duì)兩組仿真結(jié)果
進(jìn)行比較。下面我們將以一個(gè)非門(mén)為例加以簡(jiǎn)單說(shuō)明。
1）、按下圖方式打開(kāi)新建波形文件窗口；

2）、按下圖方式分別輸入“input/output”管腳名稱in 和out;
3）、按下圖方式打開(kāi)波形編輯窗口，用戶可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)您選中其輸入或輸出端
口標(biāo)記時(shí)，左邊快捷工具欄的波形編輯工具被激活，這時(shí)我們就可以來(lái)按電路要
求編輯電路波形了。
4）、按下圖所示，添加邏輯波形?？梢钥闯鱿旅娴妮斎胼敵霾ㄐ谓Y(jié)構(gòu)實(shí)際上
就是非門(mén)這個(gè)電路用波形的形式來(lái)描繪和表現(xiàn)的；

5）、保存文件，注意選擇.wdf 擴(kuò)展名，如下圖所示。再選擇file/project/set
project to current file 設(shè)置這個(gè)項(xiàng)目為當(dāng)前的項(xiàng)目文件。
6）、編譯我們所設(shè)計(jì)的項(xiàng)目，從下圖可以看出 ，編譯完全正確，沒(méi)有語(yǔ)法
錯(cuò)誤，這說(shuō)明MAX+plus II 軟件支持波形設(shè)計(jì)輸入。
說(shuō)明：有興趣的讀者可以試著把該項(xiàng)目仿真一下，有關(guān)編譯和仿真的詳細(xì)說(shuō)
明請(qǐng)參考MAX+plus II 軟件設(shè)計(jì)與應(yīng)用舉例章節(jié)。在這里提醒讀者一下，用波形
編輯設(shè)計(jì)輸入時(shí)，如果要仿真，請(qǐng)關(guān)閉上面所有窗口，然后再選擇File\open 打

開(kāi).sym 文件（即該項(xiàng)目自動(dòng)生成的圖形文件）后再進(jìn)行仿真，如下圖所示。具
體仿真方法請(qǐng)參考有關(guān)章節(jié)介紹。
4、層次化設(shè)計(jì)輸入法簡(jiǎn)介：
當(dāng)設(shè)計(jì)一個(gè)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的系統(tǒng)時(shí)，采用層次化的設(shè)計(jì)方法，使系統(tǒng)設(shè)計(jì)變得
簡(jiǎn)潔和方便。層次化設(shè)計(jì)是分層次、分模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)描述。描述器件總功能的模
塊放在最上層，稱為頂層設(shè)計(jì)；描述器件的某一部分功能的模塊放在下層，成為
底層設(shè)計(jì)。這種分層次的關(guān)系就類似于軟件設(shè)計(jì)分主程序和子程序的關(guān)系。層次
化設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)其一是支持模塊化，底層模塊可反復(fù)被調(diào)用，多個(gè)底層模塊可分別
由不同的設(shè)計(jì)者同時(shí)設(shè)計(jì)，從而提高了設(shè)計(jì)效率。其二是設(shè)計(jì)方法較自由，可以
采用自上而下或自下而上的設(shè)計(jì)方法。其三是同一個(gè)設(shè)計(jì)項(xiàng)目的各個(gè)模塊可以用
不同的設(shè)計(jì)輸入法來(lái)實(shí)現(xiàn)，團(tuán)隊(duì)之間的合作就更加方便靈活，各自的模塊可以用
自己最熟悉的設(shè)計(jì)方法（語(yǔ)言）來(lái)編寫(xiě)程序而相互不約束。
下面我們以一位全加器的設(shè)計(jì)為例，簡(jiǎn)單介紹一下層次化的設(shè)計(jì)方法。一位全加
器的整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程包括兩個(gè)模塊：底層半加器模塊（H_adder.vhd）、頂層全加器
模塊（F_adder.gdf）。讀者可以看出這兩個(gè)模塊是分別由VHDL 語(yǔ)言和原理圖兩
種方法來(lái)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的。
1）、編寫(xiě)底層半加器模塊H_adder.vhd，程序清單如下：
2）、將半加器項(xiàng)目編譯，并創(chuàng)建缺省符號(hào)H_adder.sym 。
3）、采用圖形輸入法輸入頂層的圖形文件F_adder.gdf。F_adder.gdf 是全加器設(shè)
計(jì)中的頂層圖形文件，調(diào)用了前面創(chuàng)建的符號(hào)H_adder.sym 和一個(gè)兩輸入或門(mén)，
組成一個(gè)設(shè)計(jì)實(shí)體，全加器頂層設(shè)計(jì)原理圖如下圖所示。
原理圖繪制完成后，就可以在項(xiàng)目的層次顯示窗口中觀察F_adder 的層次結(jié)構(gòu)。
選擇菜單MAX+plus II\Hierarchy Display(層次顯示)或點(diǎn)擊其工具欄快捷按鈕
，打開(kāi)層次顯示窗口，顯示出F_adder 設(shè)計(jì)項(xiàng)目的層次樹(shù)形結(jié)構(gòu)，如下圖所
示。在上面的層次顯示窗口中可以看出全加器的頂層設(shè)計(jì)是一個(gè).gdf 的圖形文
件，底層是兩個(gè)用VHDL 語(yǔ)言編寫(xiě)的文本文件，只要我們雙擊這兩個(gè)模塊，就
可以看到我們底層設(shè)計(jì)的文本程序清單。通過(guò)以上的學(xué)習(xí)，相信用戶對(duì)可編程邏
輯器件設(shè)計(jì)的靈活性更加值得青睞。
五、MAX+plus II 軟件設(shè)計(jì)與應(yīng)用舉例
說(shuō)明：本書(shū)將以本例程為例詳細(xì)介紹altera 公司MAX+plusII 10.0 版本軟件的基
本應(yīng)用，其它實(shí)驗(yàn)將不再贅述。讀者通過(guò)對(duì)本實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用舉例后將對(duì)MAX+plusII
軟件及CPLD/FPGA 的設(shè)計(jì)與應(yīng)用有一個(gè)比較完整的概念和思路。此書(shū)因篇幅有
限，僅僅介紹了MAX+plusII 軟件的最基本、最常用的一些基本功能，相信讀者
在熟練使用本軟件以后，你定會(huì)發(fā)現(xiàn)該軟件還有好多非常方便、快捷、靈活的設(shè)
計(jì)技巧與開(kāi)發(fā)功能。由于編者能力有限，不詳之處再所難免，我們希望得到你的
指正與包涵。
1、項(xiàng)目的設(shè)計(jì)輸入
各種設(shè)計(jì)輸入法的詳細(xì)使用請(qǐng)參考“設(shè)計(jì)輸入方法介紹”章節(jié)。
下面我們以3-8 譯碼器為例加以說(shuō)明：
1、打開(kāi)MAX+plus II 10.0 軟件，用原理圖方式設(shè)計(jì)的譯碼器電路如下：

2、保存原理圖，本實(shí)驗(yàn)中命名為test1.gdf。
3、點(diǎn)擊File\Project\set project to current file 設(shè)置此項(xiàng)目為當(dāng)前文件，如下圖所示。
注意，此操作在你打開(kāi)幾個(gè)原有項(xiàng)目文件時(shí)尤為重要，否則容易出錯(cuò)。
2、項(xiàng)目的編譯與適配
1．選擇芯片型號(hào)
選擇當(dāng)前項(xiàng)目文件欲設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的實(shí)際芯片進(jìn)行編譯適配，點(diǎn)擊Assign\Device
菜單選擇芯片，如下圖對(duì)話框所示。如果此時(shí)不選擇適配芯片的話，該軟件將自
動(dòng)把所有適合本電路的芯片一一進(jìn)行編譯適配，這將耗費(fèi)你許多時(shí)間。該例程中
我們選用CPLD 芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)，如用7000S 系列的EPM7128SLC84-6 芯片；同樣

也可以用FPGA 芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)，你只需在下面的對(duì)話窗口中指出具體的芯片型號(hào)即
可。
2、編譯適配
啟動(dòng)MAX+plus II \ Compiler 編譯器菜單，按Start 開(kāi)始編譯，并顯示編譯結(jié)
果，生成下載文件。如果編譯時(shí)選擇的芯片是CPLD，則生成 .pof 文件；如果
是FPGA 芯片的話，則生成 .sof 文件，以備硬件下載編程時(shí)調(diào)用。同時(shí)生成 .rpt
報(bào)告文件、.sym 符號(hào)文件等，可詳細(xì)查看編譯結(jié)果。如有錯(cuò)誤待修改后再進(jìn)行
編譯適配，如下圖所示。注意，此時(shí)在主菜單欄里的 Processing 菜單下有許多編
譯時(shí)的設(shè)置選項(xiàng)，視實(shí)際情況選擇設(shè)置。
如果說(shuō)你設(shè)計(jì)的電路順利地通過(guò)了編譯，在電路不復(fù)雜的情況下，就可以對(duì)
芯片進(jìn)行編程下載和使用，直到設(shè)計(jì)的硬件實(shí)現(xiàn)，如果你的電路有足夠的復(fù)雜，
那么其仿真就顯得非常必要。
3、項(xiàng)目的功能仿真與時(shí)序分析
MAX+plus II 教學(xué)版軟件支持電路的功能仿真（或稱前仿真）和時(shí)序分析
（或稱后仿真）。眾所周知，開(kāi)發(fā)人員在進(jìn)行電路設(shè)計(jì)時(shí)，非常希望有比較先進(jìn)
的高效的仿真工具出現(xiàn)，這將為你的設(shè)計(jì)過(guò)程節(jié)約很多時(shí)間和成本。由于EDA
工具的出現(xiàn)，和它所提供的強(qiáng)大的（在線）仿真功能迅速地得到了電子工程設(shè)計(jì)
人員的青睞，這也是當(dāng)今EDA（CPLD/FPGA）技術(shù)非?；鸨脑蛑?。下面
就MAX+plusII 軟件的仿真功能的基本應(yīng)用在本實(shí)驗(yàn)中作一初步介紹，在以后的
實(shí)驗(yàn)例程中將不在一一介紹。
一）添加仿真激勵(lì)信號(hào)波形
1．啟動(dòng)MAX+plusII\Wavefrom editor 菜單，進(jìn)入波形編輯窗口，如下圖所示。
2、將鼠標(biāo)移至空白處并單擊鼠標(biāo)右鍵，出現(xiàn)如下圖所示對(duì)話窗口。
3、選擇Enter nodes from snf 選項(xiàng)并按左鍵確認(rèn)，出現(xiàn)下圖所示對(duì)話筐，單
擊和按鈕，選擇欲仿真的所有Ｉ／Ｏ管腳。

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