用MAX＋PLUSⅡ開發(fā)Altera CPLD

【摘　要】　介紹利用MAX＋PLUSⅡ軟件對Altera公司的CPLD進行圖形設(shè)計、編譯以及在系統(tǒng)編程的基本方法和步驟。
??? 關(guān)鍵詞：MAX＋PLUSⅡ軟件，CPLD，在線編程

1　引　言
　　Altera公司是世界三大CPLD／FPGA廠家之一，它的器件能達到最高的性能和集成度，不僅僅因為采用了先進的工藝和全新的邏輯結(jié)構(gòu)，還在于它提供了現(xiàn)代化的設(shè)計工具——MAX＋PLUSⅡ可編程邏輯開發(fā)軟件，該軟件是Altera公司推出的第三代PLD開發(fā)系統(tǒng)。它提供了一種與結(jié)構(gòu)無關(guān)的設(shè)計環(huán)境，使Altera CPLD設(shè)計者能方便地進行設(shè)計輸入、快速處理和器件編程。MAX＋PLUSⅡ提供了全面的邏輯設(shè)計能力，包括電路圖、文本和波形的設(shè)計輸入以及編譯、邏輯綜合、仿真和定時分析以及器件編程等諸多功能。特別是在原理圖輸入等方面，MAX＋PLUSⅡ被公認(rèn)為是最易使用、人機界面最友好的PLD開發(fā)軟件。MAX＋PLUSⅡ可以開發(fā)除APEX20K以外的任何CPLD／FPGA。
2　Altera CPLD器件的開發(fā)
　　MAX＋PLUSⅡ由設(shè)計輸入、設(shè)計處理、設(shè)計校驗和器件編程等四部分組成，用它開發(fā)Altera CPLD器件的具體過程如下：
2．1　圖形輸入
　　利用MAX＋PLUSⅡ軟件進行邏輯設(shè)計的輸入方法有原理圖輸入、文本輸入和其它EDA tool生成的EDIF網(wǎng)表輸入，其中原理圖設(shè)計輸入最為直接，且容易實現(xiàn)仿真、便于電路調(diào)整，是一種常用的方式。其步驟為：
　?。?）指定設(shè)計項目名稱。啟動MAX＋PLUSⅡ后，在File菜單中選Project Name，鍵入設(shè)計項目名，點OK按鈕后MAX＋PLUSⅡ的標(biāo)題條將顯示新的項目名字；
　?。?）建立新文件。在File菜單中選New，選Graphic Editor，然后按下OK按鈕，會出現(xiàn)一個圖形編輯窗口；
　　（3）輸入圖元、74系列符號和宏功能符號。在圖形編輯窗口的空白處單擊鼠標(biāo)右鍵，選EnterSymbol，在Symbol Libraries框中選…＼maxplus2＼max2lib＼prim路徑，再找到所需的圖元（如兩輸入與門and2），雙擊后圖元會出現(xiàn)在圖形編輯窗中；同理在…＼maxplus2＼max2lib＼mf路徑中可輸入所需的74系列符號（如74373）；在…＼maxplus2＼max2lib＼mega__lpm路徑中可輸入所需的LPM符號如lpm__mult);
　?。?）連線。將鼠標(biāo)移至一個端口處，此時鼠標(biāo)指示符自動變?yōu)椤埃毙螤睿缓蟀醋∈髽?biāo)拖至待連的另一個端口，放開左鍵即畫好一條線；
　?。?）放置輸入輸出引腳。在圖形編輯窗口的空白處單擊鼠標(biāo)右鍵，選Enter Symbol，在SymbolName框中鍵入input或output，則輸入或輸出符號會出現(xiàn)在圖形編輯窗中。
??? （6）為引腳和引線命名。在INPUT或OUTPUT引腳的PIN__NAME處雙擊鼠標(biāo)左鍵，然后輸入指定的名字即可；選中需命名的引線（單擊后引線變高亮），可為引線命名；
　?。?）保存文件。在File菜單中選Save（或Save As重新命名）可保存文件。
2．2　項目編譯
　　MAX＋PLUSⅡ編譯器可以檢查項目中的錯誤并進行邏輯綜合，將項目最終設(shè)計結(jié)果加載到Altera器件中去，并為模擬和編程產(chǎn)生輸出文件。主要工作有：
　?。?）選擇器件。在Assign菜單內(nèi)選Device項，出現(xiàn)Device對話框，在Device Family框選某一器件，比如要選MAX7000S系列84腳PLCC封裝6ns的7128S器件，可在Device框選EPM7128SLC84－6；
　?。?）分配引腳。通常編譯器可自動對項目進行引腳分配，但也可以人為分配引腳，方法是在AssignMenu菜單中選Pin／Location／Chip，然后在NodeName框內(nèi)輸入引腳名，在Chip Resource框內(nèi)選引腳號，按下Add按鈕，按下OK按鈕即可。
　?。?）打開編譯器窗口。在MAX＋PLUSⅡ菜單中選Compiler，會出現(xiàn)編譯器窗口；
　?。?）運行編譯器。在編譯器窗口中點擊Start按鈕，就開始對所要的編譯項目進行處理。如有錯誤信息，可用鼠標(biāo)選中該錯誤，并按下Locate按鈕，從而找到錯誤位置并改正。
2．3　閱讀報告文件
　　編譯完成后，可雙擊編譯器窗口中的報告文件（＊．rpt）圖標(biāo)，打開文本編輯器，可看到器件一覽表、項目編譯信息、文本層次結(jié)構(gòu)以及資源使用、邏輯單元互連等情況。
2．4　觀察試配結(jié)果
　　在MAX＋PLUSⅡ菜單中選Floorplan Editor，會出現(xiàn)底層圖編輯器窗口，在這里可觀察到器件封裝的所有引腳以及它們的功能（器件視圖），同時可觀察到所有LAB及其單個邏輯單元（邏輯陣列塊視圖），如有必要，還可編輯修改當(dāng)前的分配。
2．5　在線編程
　　一個項目在設(shè)計輸入和編譯完成后，就可對器件編程了。這里選用并口下載電纜ByteBlaster的JTAG模式進行在線編程。ByteBlaster下載電纜包括與PC機并口相連的25針陽性插座頭、與PCB板相連的10針插頭和25針到10針的變換電路。ByteBlaster的25針插座頭和10針插頭的連線定義見表1。
　　圖1是ByteBlaster的數(shù)據(jù)變換電路，它實際上是由一片74244和7個33Ω的電阻組成的電路，可自行焊接制作。

　　對器件在線編程的步驟如下：
　　（1）編譯一個項目。用MAX＋PLUSⅡ的編譯器產(chǎn)生用于MAX器件的編程目標(biāo)文件（＊．pof）；
　　（2）連線。將ByteBlaster電纜的25針插座頭一端與微機的并行口相連，另一端10針插頭與裝有可編程邏輯器件的PCB板上的陽極插座相連，見圖2。PCB板還為ByteBlaster電纜提供＋5V電源。
　?。?）設(shè)置編程方式。在Option菜單中選Hardware Setup，會出現(xiàn)Hardware Setup窗口，在Hardware Type框中選ByteBlaster，并指定使用并行口（LPT1），按OK按鈕；
　?。?）編程。在MAX＋PLUSⅡ菜單中選Programmer，會打開編程器窗口，點擊Program按鈕即開始對器件進行編程。
3　結(jié)束語
??? 采用MAX＋PLUSⅡ軟件開發(fā)CPLD，設(shè)計速度是很快的，對于一個幾千門的電路，從設(shè)計輸入到器件編程完畢、用戶拿到設(shè)計好的邏輯電路，大約只需幾小時，而設(shè)計處理一般在數(shù)分鐘內(nèi)可完成。此外，使用MAX＋PLUSⅡ的設(shè)計者無需精通器件內(nèi)部的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，利用并口下載電纜ByteBlaster的JTAG模式又可進行在系統(tǒng)編程，這給電路設(shè)計人員提供了一種快速高效的電路設(shè)計方法和花費極低的編程手段，因而帶來極大方便。 1　宋萬杰，羅豐，吳順君編著．CPLD技術(shù)及其應(yīng)用．西安：西安電子科技大學(xué)出版社，1999，9