Hướng dẫn sử dụng QuartusII 90

Mình có cả file cài và link download các dạng bài tập như trong báo cáo mình đã làm ở dưới, ai có nhu cầu muốn tham khảo mình gửi cho qua gmail liên hệ với mình qua sđt 01656658513..Nội Dung chính của báo cáo: TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI NGÀNH: ĐIỆN ĐIỆN TỬ BÁO CÁO THỰC HÀNH MÔN: THỰC TẬP NGHỀ NÂNG CAO NGÀNH ĐIỆN TỬ TRUYỀN THÔNG Giảng viên hướng dẫn: Nguyễn Thị Hồng Nhung NỘI DUNG I. Lời nói đầu II. Nội dung III. Kết quả IV. Kết Luận LỜI NÓI ĐẦU VHDL là ngôn ngữ mô tả phần cứng cho các mạch tích hợp tốc độ rất cao. VHDL được phát triển để giải quyết các khó khăn trong việc phát triển, thay đổi và lập tài liệu cho các hệ thống số. VHDL là một ngôn ngữ độc lập không gắn với bất kỳ một phương pháp thiết kế, một bộ mô tả hay công nghệ phần cứng nào. Người thiết kế có thể tự do lựa chọn công nghệ, phương pháp thiết kế trong khi chỉ sử dụng một ngôn ngữ duy nhất. VHDL có một số ưu điểm hơn so các ngôn ngữ mô phỏng phần cứng khác hẳn là: Khả năng được hỗ trợ bởi nhiều công nghệ và nhiều phương pháp thiết kế: VHDL cho phép thiết kế bằng nhiều phương pháp ví dụ phương pháp thiết kế từ trên xuống, hay từ dưới lên dựa vào các thư viện sẵn có. VHDL cũng hỗ trợ cho nhiều loại công cụ xây dựng mạch như sử dụng công nghệ đồng bộ hay không đồng bộ, sử dụng ma trận lập trình được hay sử dụng mảng ngẫu nhiên. Tính độc lập với công nghệ: VHDL hoàn toàn độc lập với công nghệ chế tạo phần cứng. Một mô tả hệ thống dùng VHDL thiết kế ở mức cổng có thể được chuyển thành các bản tổng hợp mạch khác nhau tuỳ thuộc công nghệ chế tạo phần cứng mới ra đời nó được áp dụng ngay cho các hệ thống đã thiết kế. Khả năng mô tả mở rộng: VHDL cho phép mô tả hoạt động của phần cứng từ mức hệ thống số cho đến mức cổng. VHDL có khả năng mô tả hoạt động của hệ thống trên nhiều mức nhưng chỉ sử dụng một cú pháp chặt chẽ thống nhất cho mọi mức. Như thế ta có thể mô phỏng một bản thiết kế bao gồm cả các hệ con được mô tả chi tiết. Khả năng trao đổi kết quả: Vì VHDL là một tiêu chuẩn được chấp nhận, nên Một mô hình VHDL có thể chạy trên mọi bộ mô tả đáp ứng được tiêu chuẩn VHDL. Các kết quả mô tả hệ thống có thể được trao đổi giữa các nhà thiết kế sử dụng công cụ thiết kế khác nhau nhưng cùng tuân theo tiêu chuẩn VHDL. Cũng như một nhóm thiết kế có thể trao đổi mô tả mức cao của các hệ thống con trong một hệ thống lớn (trong đó các hệ con đó được thiết kế độc lập). Khả năng hỗ trợ thiết kế mức lớn và khả năng sử dụng lại các thiết kế: VHDL được phát triển như một ngôn ngữ lập trình bậc cao, vì vậy nó có thể được sử dụng để thiết kế một hệ thống lớn với sự tham gia của một nhóm nhiều người. Bên trong ngôn ngữ VHDL có nhiều tính năng hỗ trợ việc quản lý, thử nghiệm và chia sẻ thiết kế. Và nó cũng cho phép dùng lại các phần đã có sẵn. Cảm ơn cô Nguyễn Thị Hồng Nhung đã hướng dẫn và giúp e hoàn thành môn học này, em xin chân thành cảm ơn, chúc cô và gia đình luôn mạnh khỏe, riêng cô em chúc cô luôn tươi trẻ và thành công trong công việc. Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đình Hồng Lớp ĐT5AHN Nội dung 1. Quy trình thiết kế mạch bằng VHDL Đây là phần mềm đóng gói tích hợp đầy đủ phục vụ cho thiết kế logic với các linh kiện logic khả trình PLD của Altera, gồm các dòng APEX, Cyclone, FLEX, MAX, Stratix... Quartus cung cấp các khả năng thiết kế logic sau:  Môi trường thiết kế gồm các bản vẽ, sơ đồ khối, công cụ soạn thảo các ngôn ngữ: AHDL, VHDL, và Verilog HDL.  Thiết kế LogicLock.  Là công cụ mạnh để tổng hợp logic.  Khả năng mô phỏng chức năng và thời gian.  Phân tích thời gian.  Phân tích logic nhúng với công cụ phân tích SignalTap II.  Cho phép xuất, tạo và kết nối các file nguồn để tạo ra các file chương trình.  Tự động định vị lỗi.  Khả năng lập trình và nhận diện linh kiện.  Phần mềm Quartus II sử dụng bộ tích hợp NativeLink với các công cụ thiết kế cung cấp việc truyền thông tin liền mạch giữa Quartus với các công cụ thiết kế phần cứng EDA khác.  Quartus II cũng có thể đọc các file mạch (netlist) EDIF chuẩn, VHDL và Verilog HDL cũng như tạo ra các file netlist này.  Quartus II có môi trường thiết kế đồ họa giúp nhà thiết kế dễ dàng viết mã, biên dịch, soát lỗi, mô phỏng... Với Quartus có thể kết hợp nhiều kiểu file trong 1 dự án thiết kế phân cấp. Có thể dùng bộ công cụ tạo sơ đồ khối (Quartus Block Editor) để tạo ra sơ đồ khối mô tả thiết kế ở mức cao, sau đó dùng các sơ đồ khối khác, các bản vẽ như: AHDL Text Design Files (.tdf), EDIF Input Files (.edf), VHDL Design Files (.vhd), and Verilog HDL Design Files (.v) để tạo ra thành phần thiết kế mức thấp. Quartus II cho phép làm việc với nhiều file ở cùng thời điểm, soạn thảo file thiết kế trong khi vẫn có thể biên dịch hay chạy mô phỏng các dự án khác. Công cụ biên dịch Quartus II nằm ở trung tâm hệ thống, cung cấp quy trình thiết kế mạnh cho phép tùy biến để đạt được thiết kế tối ưu trong dự án. Công cụ định vị lỗi tự động và các bản tin cảnh báo khiến việc phát hiện và sửa lỗi trở nên đơn giản hơn. Sau khi cài Quartus II, giao diện như hình vẽ:

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI NGÀNH: ĐIỆN- ĐIỆN TỬ BÁO CÁO THỰC HÀNH MÔN: THỰC TẬP NGHỀ NÂNG CAO NGÀNH ĐIỆN TỬ TRUYỀN THÔNG Giảng viên hướng dẫn: Nguyễn Thị Hồng Nhung NỘI DUNG I. Lời nói đầu II. Nội dung III. Kết quả IV. Kết Luận LỜI NÓI ĐẦU VHDL là ngôn ngữ mô tả phần cứng cho các mạch tích hợp tốc độ rất cao. VHDL được phát triển để giải quyết các khó khăn trong việc phát triển, thay đổi và lập tài liệu cho các hệ thống số. VHDL là một ngôn ngữ độc lập không gắn với bất kỳ một phương pháp thiết kế, một bộ mô tả hay công nghệ phần cứng nào. Người thiết kế có thể tự do lựa chọn công nghệ, phương pháp thiết kế trong khi chỉ sử dụng một ngôn ngữ duy nhất. VHDL có một số ưu điểm hơn so các ngôn ngữ mô phỏng phần cứng khác hẳn là: - Khả năng được hỗ trợ bởi nhiều công nghệ và nhiều phương pháp thiết kế: VHDL cho phép thiết kế bằng nhiều phương pháp ví dụ phương pháp thiết kế từ trên xuống, hay từ dưới lên dựa vào các thư viện sẵn có. VHDL cũng hỗ trợ cho nhiều loại công cụ xây dựng mạch như sử dụng công nghệ đồng bộ hay không đồng bộ, sử dụng ma trận lập trình được hay sử dụng mảng ngẫu nhiên. - Tính độc lập với công nghệ: VHDL hoàn toàn độc lập với công nghệ chế tạo phần cứng. Một mô tả hệ thống dùng VHDL thiết kế ở mức cổng có thể được Page | 1 Page 1 chuyển thành các bản tổng hợp mạch khác nhau tuỳ thuộc công nghệ chế tạo phần cứng mới ra đời nó được áp dụng ngay cho các hệ thống đã thiết kế. - Khả năng mô tả mở rộng: VHDL cho phép mô tả hoạt động của phần cứng từ mức hệ thống số cho đến mức cổng. VHDL có khả năng mô tả hoạt động của hệ thống trên nhiều mức nhưng chỉ sử dụng một cú pháp chặt chẽ thống nhất cho mọi mức. Như thế ta có thể mô phỏng một bản thiết kế bao gồm cả các hệ con được mô tả chi tiết. - Khả năng trao đổi kết quả: Vì VHDL là một tiêu chuẩn được chấp nhận, nên Một mô hình VHDL có thể chạy trên mọi bộ mô tả đáp ứng được tiêu chuẩn VHDL. Các kết quả mô tả hệ thống có thể được trao đổi giữa các nhà thiết kế sử dụng công cụ thiết kế khác nhau nhưng cùng tuân theo tiêu chuẩn VHDL. Cũng như một nhóm thiết kế có thể trao đổi mô tả mức cao của các hệ thống con trong một hệ thống lớn (trong đó các hệ con đó được thiết kế độc lập). - Khả năng hỗ trợ thiết kế mức lớn và khả năng sử dụng lại các thiết kế: VHDL được phát triển như một ngôn ngữ lập trình bậc cao, vì vậy nó có thể được sử dụng để thiết kế một hệ thống lớn với sự tham gia của một nhóm nhiều người. Bên trong ngôn ngữ VHDL có nhiều tính năng hỗ trợ việc quản lý, thử nghiệm và chia sẻ thiết kế. Và nó cũng cho phép dùng lại các phần đã có sẵn. Cảm ơn cô Nguyễn Thị Hồng Nhung đã hướng dẫn và giúp e hoàn thành môn học này, em xin chân thành cảm ơn, chúc cô và gia đình luôn mạnh khỏe, riêng cô em chúc cô luôn tươi trẻ và thành công trong công việc. Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đình Hồng Lớp ĐT5AHN Nội dung 1. Quy trình thiết kế mạch bằng VHDL Đây là phần mềm đóng gói tích hợp đầy đủ phục vụ cho thiết kế logic với các linh kiện logic khả trình PLD của Altera, gồm các dòng APEX, Cyclone, FLEX, MAX, Stratix Quartus cung cấp các khả năng thiết kế logic sau:  Môi trường thiết kế gồm các bản vẽ, sơ đồ khối, công cụ soạn thảo các ngôn ngữ: AHDL, VHDL, và Verilog HDL.  Thiết kế LogicLock. Page | 2 Page 2  Là công cụ mạnh để tổng hợp logic.  Khả năng mô phỏng chức năng và thời gian.  Phân tích thời gian.  Phân tích logic nhúng với công cụ phân tích SignalTap @ II.  Cho phép xuất, tạo và kết nối các file nguồn để tạo ra các file chương trình.  Tự động định vị lỗi.  Khả năng lập trình và nhận diện linh kiện.  Phần mềm Quartus II sử dụng bộ tích hợp NativeLink @ với các công cụ thiết kế cung cấp việc truyền thông tin liền mạch giữa Quartus với các công cụ thiết kế phần cứng EDA khác.  Quartus II cũng có thể đọc các file mạch (netlist) EDIF chuẩn, VHDL và Verilog HDL cũng như tạo ra các file netlist này.  Quartus II có môi trường thiết kế đồ họa giúp nhà thiết kế dễ dàng viết mã, biên dịch, soát lỗi, mô phỏng Với Quartus có thể kết hợp nhiều kiểu file trong 1 dự án thiết kế phân cấp. Có thể dùng bộ công cụ tạo sơ đồ khối (Quartus Block Editor) để tạo ra sơ đồ khối mô tả thiết kế ở mức cao, sau đó dùng các sơ đồ khối khác, các bản vẽ như: AHDL Text Design Files (.tdf), EDIF Input Files (.edf), VHDL Design Files (.vhd), and Verilog HDL Design Files (.v) để tạo ra thành phần thiết kế mức thấp. Quartus II cho phép làm việc với nhiều file ở cùng thời điểm, soạn thảo file thiết kế trong khi vẫn có thể biên dịch hay chạy mô phỏng các dự án khác. Công cụ biên dịch Quartus II nằm ở trung tâm hệ thống, cung cấp quy trình thiết kế mạnh cho phép tùy biến để đạt được thiết kế tối ưu trong dự án. Công cụ định vị lỗi tự động và các bản tin cảnh báo khiến việc phát hiện và sửa lỗi trở nên đơn giản hơn. Sau khi cài Quartus II, giao diện như hình vẽ: Page | 3 Page 3 Hình 1.1. Giao diện Quartus II. Mạnh điện trong Quartus có thể được thiết kế theo các cách sau: a. Sơ đồ khối (Block Diagram). Trong cách mô tả này, mạch điện tạo nên từ các cổng logic rời rạc, hay các hàm gồm nhiều cổng logic tích hợp (megafunctions). Để vẽ mạch theo cách này, nhấn New, chọn tab Device Design Files, chọn Block Diagram/ Schematic File, hiện: Các công cụ vẽ mạch Cửa sổ vẽ Page | 4 Page 4 Hình vẽ Hình 1.2. Giao diện Block Editor Nhấn chọn Symbol Tool để hiện các cổng logic hay các hàm Megafuntions Các cổng logic hay hàm Vùng hiển thị cổng logic hay hàm Page | 5 Page 5 Hình vẽ. Các cổng logic, các hàm. Hình 1.3. Cửa sổ chọn đường dẫn và tên dự án Khi đã chọn xong các cổng logic hay hàm thì dùng các công cụ nối dây để vẽ mạch hoàn chỉnh. b. Tạo một Project Bước 1 : Chọn mục File > New Project Wizard để mở cửa sổ tạo mới dự án giống như Hình1.4. Chú ý là dự án cần có tên giống với tên của thực thể thiết kế, nó cho thấy thực thể là mức đỉnh. Chọn tên light làm tên cho dự án và thực thể mức đỉnh, nhấp chọn Next. Page | 6 Page 6 Hình 1.4. Cửa sổ chọn đường dẫn và tên dự án Bước 2 : Trong cửa sổ Family & Device Settings, chúng ta sẽ chọn loại chip, là chip FPGA Cyclone EP2C20F484C7N có trên kit DE1 mà chúng ta sử dụng trong bài thí nghiệm. Nhấp chọn Next để chuyển sang cửa sổ chọn kế tiếp. Bước 3 : Trong của sổ kế tiếp, chúng ta có thể chọn lựa bất kỳ công cụ của hãng thứ ba nào cần dùng. Công cụ CAD thông dụng dùng cho phần mềm thiết kế mạch điện tử là EDA tools. Vì chúng ta không cần thay đổi gì trong việc lựa chọn công cụ, nhấp chọn Next. Bước 4 : Quan sát bảng tổng kết các thiết lập vừa thực hiện. Nhấp chọn Finish để quay trở về màn hình chính của phần mềm Quartus II Page | 7 Page 7 Hình 1.5. Cửa sổ chọn loại chip FPGA dùng cho dự án c. Nhập thiết kế dùng mã VHDL Trong bài thí nghiệm này, chúng ta sẽ tạo một mạch điều khiển đèn hai chiều như trong Hình 1.5. Mạch có thể dùng để điều khiển một đèn LED khi một trong hai chuyển mạch x 1 hoặc x 2 đóng, tương ứng với mức logic “1”. Chú ý rằng chỉ cần dùng hàm XOR cho hai đầu vào x 1 và x 2 , tuy nhiên chúng ta sẽ xây dựng lại bằng các cổng logic rời rạc. Hình 1.5. Mạch logic điều khiển đèn và bảng chân lý của m ạ ch Page | 8 Page 8 Bước 1: Chọn mục File > New, trong cửa sổ New, chọn VHDL File, và nhấp chọn OK. Sau khi nhấp chọn OK thì cửa sổ soạn thảo sẽ hiện ra. Nhập vào mã VHDL như dưới đây vào trong cửa sổ soạn thảo văn bản. library IEEE; use IEEE.STD_LOGIC_1164.all; entity light is port( x1, x2: in std_logic; f : out std_logic); end light; architecture Behavioral of light is begin f <= (x1 and not x2) or (not x1 and x2); end Behavioral; Bước 2: Chọn mục File > Save As để mở cửa sổ Save As. Trong phần Save as type chọn VHDL File. Trong phần File name nhập light. Nhấp chọn Save để đưa tệp này vào trong thư mục của dự án. d. Thêm các tệp thiết kế vào một dự án Bước 1: Chọn mục Assignments > Settings > Files, điều này dẫn đến cửa sổ như trong Hình 1.6. Một cách khác là chọn Project > Add/Remove Files trong Project. Nếu bạn dùng trình soạn thảo để tạo tệp và chọn vào hộp có nhãn Add file to current project, thì tệp light.vhd đã có trong dự án, ngược lại tệp này cần thêm vào dự án. Page | 9 Page 9 Hình 1.6. Cửa sổ các cài đặt có thể dùng để nhập tệp thiết kế vào dự án Bước 2: Nhấp chọn nút … bên cạnh phần File name để có cửa sổ chọn tệp cần thêm vào. Nhấp chọn tệp light.vhd và nhấp chọn Open. Tệp đã chọn sẽ hiện tên trên phần File name. Nhấp chọn Add và OK để đưa tệp này vào dự án. e. Biên dịch mã VHDL Bước 1 : Nhấp chọn mục Processing > Start Complication. Biên dịch thành công (hay không thành công) sẽ được thông báo trên hộp thoại bung ra sau khi quá trình biên dịch kết thúc. Xác nhận bằng cách nhấp nút OK. Bước 2: Khi biên dịch hoàn thành, một báo cáo biên dịch được đưa ra. Cửa sổ này cũng có thể mở ra bất kỳ lúc nào bằng cách nhấp chọn Processing > Complication Report. Trong báo cáo này bao gồm một số danh mục ở bên trái cửa sổ, nhấp vào các danh mục này để thấy thông tin chi tiết của danh mục này hiện lên ở bên phải cửa sổ. f. Sửa các lỗi Bước 1 : Mở tệp light.vhd, dòng có câu lệnh gán biểu thức logic cho f, ta bỏ dấu chấm phẩy ở cuối dòng lệnh, lưu thay đổi với tệp light.vhd rồi biên dịch lại dự án. Lúc này phần mềm sẽ thông báo là biên dịch không thành công và báo cáo tổng hợp đưa ra kết quả biên dịch dự án bị hỏng. Page | 10 Page 10 [...]... giống với tên của thực thể ví dụ ở đây mình đặt là baitap Page | 16 Page 17 Sau khi chọn đường dẫn lưu tệp và tên tệp tên thực thể ấn Next Page | 17 Page 18 Cửa sổ mới hiện ra chọn Next tiếp Bước 3: Trong của sổ kế tiếp, chúng ta có thể chọn lựa bất kỳ công cụ của hãng thứ ba nào cần dùng Công cụ CAD thông dụng dùng cho phần mềm thiết kế Page | 18 Page mạch điện tử là EDA tools Vì chúng ta không cần...Page Bước 2: Chọn mục Analysis & Synthesis > Messages để hiển thị thông báo lỗi 11 Nhấp đôi vào thông báo lỗi đầu tiên, dòng lệnh lỗi sẽ được đánh dấu trên trình soạn thảo văn bản, sửa lại cho đúng rồi biên dịch lại dự án g Gán chân Chúng ta sẽ gán các chuyển mạch gạt SW0 và SW1 làm các đầu vào x1 và x2 cho mạch điện Các chuyển mạch này nối với các chân L22 và L21 của FPGA Và chúng... Complication Report Trong báo cáo này bao gồm một số danh mục ở bên trái cửa sổ, nhấp vào các danh mục này để thấy thông tin chi tiết của danh mục này hiện lên ở bên phải cửa sổ Bước 6: Nếu có lỗi thì tiến hành sửa lỗi + Mở tệp light.vhd, dòng có câu lệnh gán biểu thức logic cho f, ta bỏ dấu chấm phẩy ở cuối dòng lệnh, lưu thay đổi với tệp light.vhd rồi biên dịch lại dự án Lúc này phần mềm sẽ thông báo là biên... ra kết quả biên dịch dự án bị hỏng + Chọn mục Analysis & Synthesis > Messages để hiển thị thông báo lỗi Nhấp đôi vào thông báo lỗi đầu tiên, dòng lệnh lỗi sẽ được đánh dấu trên trình soạn thảo văn bản, sửa lại cho đúng rồi biên dịch lại dự án D Gán chân + Chúng ta sẽ gán các chuyển mạch gạt SW0 và SW1 làm các đầu vào x1 và x2 cho mạch điện Các chuyển mạch này nối với các chân L22 và L21 của FPGA Và chúng . THUẬT CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI NGÀNH: ĐIỆN- ĐIỆN TỬ BÁO CÁO THỰC HÀNH MÔN: THỰC TẬP NGHỀ NÂNG CAO NGÀNH ĐIỆN TỬ TRUYỀN THÔNG Giảng viên hướng dẫn: Nguyễn Thị Hồng Nhung NỘI DUNG I. Lời nói đầu II. Nội. Nguyễn Đình Hồng Lớp ĐT5AHN Nội dung 1. Quy trình thiết kế mạch bằng VHDL Đây là phần mềm đóng gói tích hợp đầy đủ phục vụ cho thiết kế logic với các linh kiện logic khả trình PLD của Altera,. thành công) sẽ được thông báo trên hộp thoại bung ra sau khi quá trình biên dịch kết thúc. Xác nhận bằng cách nhấp nút OK. Bước 2: Khi biên dịch hoàn thành, một báo cáo biên dịch được đưa ra.