實驗三? MAX+PLUSⅡ的設(shè)計處理

一? 實驗?zāi)康?br>1掌握MAX+PLUSⅡ的基本使用。
2掌握MAX+PLUSⅡ的設(shè)計處理過程中的編譯和仿真。
3 掌握MAX+PLUSⅡ的設(shè)計處理過程中的三種定時分析模式。
二? 實驗設(shè)備與儀器
1?計算機(jī)
2? MAX+PLUSⅡ工具軟件
三? 實驗內(nèi)容
1? 設(shè)計項目的建立與設(shè)計輸入。利用實驗一編輯的60十進(jìn)制同步計數(shù)器進(jìn)行設(shè)計。
2? 設(shè)計項目的編譯。
3? 設(shè)計項目的仿真。
4? MAX+PLUSⅡ的定時分析及器件編程-延時矩陣分析模式和建立/保持矩陣分析模式。
四? 實驗原理
MAX+PLUSII為設(shè)計提供了一個集成編譯器環(huán)境，在集成編譯器中可進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)表提取、數(shù)據(jù)庫編碼、邏輯綜合、分割、適配、定時時間提取、匯編等功能。在MAX+PLUSII管理窗口運(yùn)行MAX+PLUSII/Compiler菜單命令，則出現(xiàn)集成編譯器窗口，如圖3-1所示。選擇Start按鈕即可以開始編譯，編譯器運(yùn)行時，每運(yùn)行到一個功能塊，下面的指示線

圖3-1? MAX+PLUS II集成編譯器窗口

變成紅色。MAX+PLUSII編譯器將檢查設(shè)計項目是否有錯，并對設(shè)計項目進(jìn)行邏輯綜合，然后配置到一個已選擇好的Altera器件中，同時將產(chǎn)生報告文件、編程文件和用于時間仿真用的輸出文件。
設(shè)計輸入和編譯完成后，并不代表設(shè)計就是成功的。編譯的成功只能保證為項目創(chuàng)建一個編程文件，保證了設(shè)計輸入的基本正確性，而不能保證該項目的邏輯關(guān)系的正確性，也不能保證時序的正確性。仿真作為項目驗證的一種手段，和項目設(shè)計、項目驗證一樣重要。MAX+PLUSII提供的仿真功能帶給設(shè)計者很多的方便。仿真包括功能仿真和時序（模擬）仿真。功能仿真，又稱前仿真，是在不考慮器件延時的理想情況下的一種項目驗證方法，通過功能仿真來驗證一個項目的邏輯功能是否正確。時序仿真又稱模擬仿真或后仿真，是在考慮設(shè)計項目具體適配器件的各種延時的情況下的一種項目驗證方法。時序仿真不僅測試邏輯功能，還測試目標(biāo)器件最差情況下的時間關(guān)系。因此電路設(shè)計經(jīng)過時序仿真后，基本上能夠達(dá)到設(shè)計要求。
MAX+PLUSⅡ定時分析器提供了三種分析模式，這三種分析模式分別是：
（1）延時矩陣分析模式：分析多個源節(jié)點和目標(biāo)節(jié)點之間的傳輸路徑延時時間；
（2）分析時序電路的性能，包括性能上有限定值的延時、最小時鐘周期和最高工作頻率等；
（3）計算從輸入引腳到觸發(fā)器和鎖存器的信號輸入所需要的最小的建立時間和保持時間。
五? 實驗步驟
1 打開編輯好的圖形設(shè)計文件，在開始編譯前必須要設(shè)置以下一些選項。
（1）器件的選擇
（2）保密位的設(shè)置
（3）啟用設(shè)計規(guī)則檢查工具
（4）鎖定管腳
（5）選擇全局項目邏輯綜合方式
（6）設(shè)置全局定時要求
（7）網(wǎng)表文件的提取
（8）報告文件的設(shè)置
2? 設(shè)計項目的仿真
(1)仿真通道文件的創(chuàng)建
MAX+PLUSⅡ是通過建立一個仿真通道文件（.scf）來完成仿真功能的。仿真通道文件就是通過波形編輯器輸入激勵波形為仿真器提供輸入向量。在對某一項目進(jìn)行仿真時，仿真器根據(jù)輸入結(jié)點的邏輯電平算出并重寫未定義的隱含結(jié)點和輸出結(jié)點的邏輯電平。
(2)仿真通道文件的編輯
仿真通道文件的編輯包括設(shè)定時間軸長度、設(shè)定時間網(wǎng)格大小顯示網(wǎng)格、輸入節(jié)點、編輯輸入結(jié)點的信號波形和存盤并保存默認(rèn)仿真文件and.scf文件等幾個步驟。60十進(jìn)制同步計數(shù)器仿真通道文件的編輯參見圖3-2。
(3)設(shè)計項目的仿真
打開仿真器窗口要選擇菜單命令MAX+PLUSⅡ/Simulator或單擊 按鈕，即打開仿真器，在仿真對話框中單擊Start按紐，即可進(jìn)行仿真。
(4)仿真結(jié)果的分析
圖3-2是60十進(jìn)制同步計數(shù)器的仿真結(jié)果。通過輸出結(jié)果檢查輸入端與輸出端之間的關(guān)系是否正確。

圖3-2? 60十進(jìn)制同步計數(shù)器的仿真

3? 定時分析
? 選擇默認(rèn)的延時矩陣分析模式，打開定時分析器窗口運(yùn)行定時分析器，可看到源節(jié)點和目標(biāo)節(jié)點之間的傳輸路徑延時時間。60十進(jìn)制同步計數(shù)器的延時矩陣分析結(jié)果如圖3-3所示。

選擇分析時序電路的性能定時分析模式打開定時分析器窗口運(yùn)行定時分析器，如圖3-5所示。可看到60十進(jìn)制同步計數(shù)器的時鐘周期為15.3ns，最佳工作頻率為65.35MHz。

圖3-5分析時序電路的性能定時分析模式

六? 記錄實驗結(jié)果并完成實驗報告
1?觀察 60十進(jìn)制同步計數(shù)器的編譯結(jié)果。用平面規(guī)劃圖觀察器件管腳鎖定的狀態(tài)。
2?觀察 60十進(jìn)制同步計數(shù)器的仿真結(jié)果。如果有競爭冒險出現(xiàn)，根據(jù)延時分析矩陣找出競爭冒險出現(xiàn)的時間。根據(jù)建立/保持矩陣分析寄存器的建立時間和保持時間。