EDA技术实用教程 工业和信息化普通高等教育十二五 规划教材立项项目 教学课件 作者 朱娜 张金保 王志强 李建利 第8章Quartus II9.pptx

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1、第8章QuartusII9.0软件功能及常用辅助设计工具8.1I/O分配验证8.1.1I/O分配验证简介QuartusII9.0软件中的startI/OAssignmentAnalysis（开始I/O分配验证）命令能在设计早期检查I/O分配，因此用户可以在FPGA工程设计的整个过程检查管脚分配的合法性。若没有设计文件，只能检查管脚是否使用了正确的参考电压、管脚位置分配是否有效和采用的混合I/O标准是否正确等等，是一个不完整的检查，其他的规则就需要用户自己在设计中注意；若在执行I/O分配验证时包含有设计文件，则可以对设计

2、的I/O管脚和相关逻辑执行更加彻底的合法性检查。QuartusII9.0的I/O分配验证命令主要适用于StratixTMII、StratixGX、stratix、MaxII和CycloneTM器件系列。I/O分配验证能快捷地检查所有的I/O分配，遇到第一个分配错误时不停止，直到把所有的分配都验证过后，工具才停止分析，这样用户可以观察到设计中的所有I/O分配问题，并一次性进行修改后再次运行I/O分配验证。I/O分配验证流程以及完备性取决于用户工程是否包含设计文件：如果板级布局必须要在开始FPGA设计之前完成时，使用的是无

3、设计文件的I/O分配验证流程，这个流程不需要设计文件，主要用于检查管脚分配的合法性，如设置的电平类型是否正确，以及一个Bank中所有管脚的驱动电流是否超过其最大电流限制等。已经有了完整的FPGA设计文件时，使用的是包含部分或全部设计文件的I/O分配验证流程。这种设计流程将彻底检查管脚分配和相关逻辑的合法性。不管采用哪种流程，都需要包含“管脚约束分配”、“运行分析和综合”、“运行I/O分配验证”和“查看报告文件”这几个步骤。I/O分配检查的规则规则（子集）不完整的设计完整的设计差分管脚间距——√直接驱动I/O或由I/O直

4、接驱动的管脚——√一个VREF支持的输出/双向的管脚数——√DC电流汲取√√电流强度√√I/OBank容量√√管脚位置√√片上终端电阻√√电压冲突（VREF、VCCIO）√√1．无设计文件的I/O分配验证设计流程无设计文件时使用以下步骤执行I/O分配验证：1）创建FPGA工程。2）使用Assignmentpins对工程分配管脚，可以设定与I/O管脚相关的特性，如I/O标准、管脚锁定、当前的电流强度等。端口保留属性设置3）选择【Processing】/【Start】/【startI/OAssignmentAnalysis

5、】命令，运行I/O分配验证功能。4）分配验证运行结束后，查看编译报告、布局布线报告以及信息窗口。若是报告中有错误，则纠正错误以后重新运行分配验证命令，直到没有错误为止。2．有部分或全部设计文件的I/O分配验证设计流程8.1.2I/O分配验证运行使用I/O分配验证命令时需要读入一个内部的映射网表和一个QuartusII9.0设置文件（.qsf），所有的分配约束都被存放在这个qsf文件中。无设计文件时I/O分配验证命令只需读入qsf文件；有部分或全部设计文件时需要读入qsf文件和一个映射网表文件，这个文件是QuartusI

6、I9.0根据设计文件产生的。不管有无设计文件，运行I/O分配验证命令都需要首先分配管脚，可以采用如下3种方法：分配管脚（AssignPins）对话框、分配编辑器（AssignmentEditor)和TCL命令和平面布局规划器。在分配管脚的时候，一般把具有兼容性的I/O标准的信号分配在同一个Bank里。如果在设计中有待分配总线信号数超过一个I/OBank中可分配管脚数时，简单的方法是使用边界锁定分配（Top、Right、Bottom、Left等4条边界）。使用边界锁定分配可以使得总线都集中在芯片的一边，因此可以改善宽总线

7、的电路板布线能力。Altera器件的4条边界封装图2)运行I/O分配验证启动I/O管脚锁定分析界面I/O分配验证报告中的所有封装管脚信息I/O分配验证过程信息I/O分配验证报错信息8.2功率分析设计PCB时，需要准确估算一个器件的功率，以得到适当的功率预算，选择合适的供电电源、散热片和通风系统，所以FPGA的功率分析也变得越来越重要。QuatusII9.0软件中有两种功率分析方法，一种是Excel-based的功率计算器，另一种是基于仿真的功率估算器。用户可以在设计过程中的不同阶段估算功率。若设计FPGA与板级设计同时

8、进行，只能用基于Excel的功率计算器估算设计的功率，且器件中各种资源的使用情况需要用户去估计。如果FPGA设计已经完成，则由QuartusII9.0软件产生的功率估算文件就能作为基于Excel的功率计算器的参数输入，无需用户自己去手动填写。而这时，Excel-based的功率计算器和基于仿真的功耗估算两种方法都可以使用。8.2.