当前课程知识点：现代电子系统设计 > 第八章 FPGA与数字系统设计 > 8.10 数字电路设计与仿真举例 > 8.10 数字电路设计与仿真举例
大家好
我是清华大学自动化系秦俭老师
下面我讲解第八章第10节
主要讲解ModelSim使用以及仿真
通常FPGA设计要经过以下几个流程
1 新建工程文件和设计文件
设计文件一般使用硬件描述语言或原理图文件
2 调用EDA软件中的分析和综合功能
同时检查工程逻辑完整性
3 编写测试文件
对测试文件做行为仿真
以检查逻辑功能是否正确
4 调用软件的全编译功能
对全编译后的电路做功能和时序仿真
6 将编译后的成型的硬件电路
下载到FPGA中
检验设计结果
现在以跑马灯控制电路为例
演示FPGA设计流程
表1给出了发光二极管的转换状态
电路设计中
将用到的EDA软件有Quartusll和ModelSim
设计文件使用硬件描述语言Verilog Hdl
这是用Verilog Hdl语言编写的设计文件
第一个进程实现了时钟分频功能
第二个进程中确定了电路顺序转换状态
现在讲述Quartusll软件设计流程
从图中可以看到
操作流程与FPGA硬件设计流程一致
这里强调一下
在Quartusll新建工程前
一定要新建一个文件夹
用来存放工程文件
这是Quartusll主界面
设计过程中
要多关注这些窗口给出的信息
分析与综合后可进入仿真环节
下面讲述FPGA仿真软件
ModelSim的使用方法
首先讲述ModelSim与FPGA的关系
图1给出了Testbench文件、FPGA设计文件
和ModelSim软件之间的关系
注意Testbench是由软件构成的测试平台
这是使用Verilog Hdl编写的Testbench文件
用来测试跑马灯电路的性能
稍后我们将在ModelSim中使用这段程序
现在讲述一下如何在Quartusll软件中调用ModelSim
首先检查ModelSim的引导路径
方法如图所示
点击Tools菜单下的Options按钮
然后在Options窗口下设置ModelSim ase的路径
设置成功后
即可在Quartusll中直接调用ModelSim软件
这个设置只需一次即可
Quartusll调用ModelSim软件和Testbench文件
要进行如下步骤
1 选定仿真软件ModelSim-Altera
2 设定网表文件类型
3 设置仿真文件存放路径
4 指定仿真类型
点击More EDA Netlist Writer Settings...
在弹出窗口内
选定仿真功能
为功能仿真或时序仿真
5 指定Testbench文件
指定文件要正确填写Testbench name
和顶层模块名
6 添加Testbench文件
点击图中File name栏中的按钮
找到文件存放路径
选中文件Testbench后点击添加按钮即可
至此 Quartusll完成了对ModelSim的设置
下面可以运行ModelSim文件
方法如下
方法一
在设置仿真时 勾选全编译后
立即运行ModelSim项
方法二 在Quartusll中 调用ModelSim
注意进行全编译前 只能调用RTL级仿真
现在用视频展示一下ModelSim仿真过程
ModelSim界面打开后
需要点击选中波形转序窗口
然后点击快捷栏中的zoom full按钮
观察波形变化
从波形图中可以看出
Verilog Hdl编写的跑马灯硬件电路符合设计要求
下面关闭ModelSim
然后进行全编译
仿真、引脚锁定等步骤
并将生成的硬件文件下载到FPGA中
这些步骤在本视频中不再演示
观看发光二极管的点亮过程
可以看出二极管亮灯顺序与仿真结果一致
符合设计要求
谢谢观看
-课程简介
-1.1 电子系统简介
-1.2 现代电子系统举例
-1.3 现代电子系统的组成
-1.4 现代电子系统设计方法
-第一章 作业
-2.1 传感器定义
-2.2 传感器的分类和性能指标
-2.3 常用传感器介绍
-2.4 常用执行器介绍
-第二章 作业
-3.1 模拟信号处理简介
-3.2 信号放大和隔离电路
-3.3 滤波电路
--3.3 滤波电路
-3.4 运算电路(一)
-3.5 运算电路(二)
-3.6 电压比较器
-3.7 功率放大电路
-3.8 模-数转换器
-3.9 数-模转换器
-第三章 作业
-4.1 直流电源简介
-4.2 线性稳压电源
-4.3 开关稳压电源
-第四章 作业
-5.1 微处理器简介
-5.2 微处理器和片上系统的发展历程
-5.3 微处理器分类
-5.4 微处理器和片上系统举例
-5.5 微处理器和片上系统硬件结构
-5.6 外围接口和设备
-5.7 嵌入式软件开发方法
-5.8 嵌入式操作系统
-5.9 外围设备应用程序开发简介
-第五章 作业
-6.1 TM4C123 简介
-6.2 TM4C123 实验板
-6.3 TM4C123 软件开发
-6.4 TM4C123 实验举例
-第六章 作业
-7.1 PSoC简介
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-第七章 作业
-8.1 FPGA简介
-8.2 FPGA的发展趋势
-8.3 FPGA的特点
-8.4 FPGA的结构
-8.5 FPGA结构举例
-8.6 FPGA设计工具和方法
-8.7 QuartusⅡ集成开发环境
-8.8 DE2-115实验平台简介
-8.9 Verilog硬件设计语言
-- 8.9.8 设计仿真
-8.10 数字电路设计与仿真举例
-第八章 作业
-9.1 SOPC简介
-9.2 Nios II 微处理器简介
-9.3 Avalone总线简介
-9.4 SOPC设计方法简介
-9.5 SOPC设计举例
-- 9.5.1 设计内容
-9.6 Nios II 软件设计
-第九章 作业
-10.1 实验内容与要求
-10.2 实验设备与器材
-10.3 注意事项与调试方法
-10.4 实验结果展示
-第十章 作业
-期末考试
--期末考试
