實(shí)驗(yàn)三? MAX+PLUSⅡ的設(shè)計(jì)處理

一? 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br>1掌握MAX+PLUSⅡ的基本使用。
2掌握MAX+PLUSⅡ的設(shè)計(jì)處理過(guò)程中的編譯和仿真。
3 掌握MAX+PLUSⅡ的設(shè)計(jì)處理過(guò)程中的三種定時(shí)分析模式。
二? 實(shí)驗(yàn)設(shè)備與儀器
1?計(jì)算機(jī)
2? MAX+PLUSⅡ工具軟件
三? 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
1? 設(shè)計(jì)項(xiàng)目的建立與設(shè)計(jì)輸入。利用實(shí)驗(yàn)一編輯的60十進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器進(jìn)行設(shè)計(jì)。
2? 設(shè)計(jì)項(xiàng)目的編譯。
3? 設(shè)計(jì)項(xiàng)目的仿真。
4? MAX+PLUSⅡ的定時(shí)分析及器件編程-延時(shí)矩陣分析模式和建立/保持矩陣分析模式。
四? 實(shí)驗(yàn)原理
MAX+PLUSII為設(shè)計(jì)提供了一個(gè)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(kù)編碼、邏輯綜合、分割、適配、定時(shí)時(shí)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(kāi)始編譯，編譯器運(yùn)行時(shí)，每運(yùn)行到一個(gè)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(jì)項(xiàng)目是否有錯(cuò)，并對(duì)設(shè)計(jì)項(xiàng)目進(jìn)行邏輯綜合，然后配置到一個(gè)已選擇好的Altera器件中，同時(shí)將產(chǎn)生報(bào)告文件、編程文件和用于時(shí)間仿真用的輸出文件。
設(shè)計(jì)輸入和編譯完成后，并不代表設(shè)計(jì)就是成功的。編譯的成功只能保證為項(xiàng)目創(chuàng)建一個(gè)編程文件，保證了設(shè)計(jì)輸入的基本正確性，而不能保證該項(xiàng)目的邏輯關(guān)系的正確性，也不能保證時(shí)序的正確性。仿真作為項(xiàng)目驗(yàn)證的一種手段，和項(xiàng)目設(shè)計(jì)、項(xiàng)目驗(yàn)證一樣重要。MAX+PLUSII提供的仿真功能帶給設(shè)計(jì)者很多的方便。仿真包括功能仿真和時(shí)序（模擬）仿真。功能仿真，又稱前仿真，是在不考慮器件延時(shí)的理想情況下的一種項(xiàng)目驗(yàn)證方法，通過(guò)功能仿真來(lái)驗(yàn)證一個(gè)項(xiàng)目的邏輯功能是否正確。時(shí)序仿真又稱模擬仿真或后仿真，是在考慮設(shè)計(jì)項(xiàng)目具體適配器件的各種延時(shí)的情況下的一種項(xiàng)目驗(yàn)證方法。時(shí)序仿真不僅測(cè)試邏輯功能，還測(cè)試目標(biāo)器件最差情況下的時(shí)間關(guān)系。因此電路設(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)時(shí)序仿真后，基本上能夠達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
MAX+PLUSⅡ定時(shí)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(shí)矩陣分析模式：分析多個(gè)源節(jié)點(diǎn)和目標(biāo)節(jié)點(diǎn)之間的傳輸路徑延時(shí)時(shí)間；
（2）分析時(shí)序電路的性能，包括性能上有限定值的延時(shí)、最小時(shí)鐘周期和最高工作頻率等；
（3）計(jì)算從輸入引腳到觸發(fā)器和鎖存器的信號(hào)輸入所需要的最小的建立時(shí)間和保持時(shí)間。
五? 實(shí)驗(yàn)步驟
1 打開(kāi)編輯好的圖形設(shè)計(jì)文件，在開(kāi)始編譯前必須要設(shè)置以下一些選項(xiàng)。
（1）器件的選擇
（2）保密位的設(shè)置
（3）啟用設(shè)計(jì)規(guī)則檢查工具
（4）鎖定管腳
（5）選擇全局項(xiàng)目邏輯綜合方式
（6）設(shè)置全局定時(shí)要求
（7）網(wǎng)表文件的提取
（8）報(bào)告文件的設(shè)置
2? 設(shè)計(jì)項(xiàng)目的仿真
(1)仿真通道文件的創(chuàng)建
MAX+PLUSⅡ是通過(guò)建立一個(gè)仿真通道文件（.scf）來(lái)完成仿真功能的。仿真通道文件就是通過(guò)波形編輯器輸入激勵(lì)波形為仿真器提供輸入向量。在對(duì)某一項(xiàng)目進(jìn)行仿真時(shí)，仿真器根據(jù)輸入結(jié)點(diǎn)的邏輯電平算出并重寫(xiě)未定義的隱含結(jié)點(diǎn)和輸出結(jié)點(diǎn)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(shí)間軸長(zhǎng)度、設(shè)定時(shí)間網(wǎng)格大小顯示網(wǎng)格、輸入節(jié)點(diǎn)、編輯輸入結(jié)點(diǎn)的信號(hào)波形和存盤(pán)并保存默認(rèn)仿真文件and.scf文件等幾個(gè)步驟。60十進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器仿真通道文件的編輯參見(jiàn)圖3-2。
(3)設(shè)計(jì)項(xiàng)目的仿真
打開(kāi)仿真器窗口要選擇菜單命令MAX+PLUSⅡ/Simulator或單擊 按鈕，即打開(kāi)仿真器，在仿真對(duì)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(jì)數(shù)器的仿真結(jié)果。通過(guò)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(jì)數(shù)器的仿真

3? 定時(shí)分析
? 選擇默認(rèn)的延時(shí)矩陣分析模式，打開(kāi)定時(shí)分析器窗口運(yùn)行定時(shí)分析器，可看到源節(jié)點(diǎn)和目標(biāo)節(jié)點(diǎn)之間的傳輸路徑延時(shí)時(shí)間。60十進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器的延時(shí)矩陣分析結(jié)果如圖3-3所示。

選擇分析時(shí)序電路的性能定時(shí)分析模式打開(kāi)定時(shí)分析器窗口運(yùn)行定時(shí)分析器，如圖3-5所示?？煽吹?0十進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘周期為15.3ns，最佳工作頻率為65.35MHz。

圖3-5分析時(shí)序電路的性能定時(shí)分析模式

六? 記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果并完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告
1?觀察 60十進(jìn)制同步計(jì)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(jì)數(shù)器的仿真結(jié)果。如果有競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)出現(xiàn)，根據(jù)延時(shí)分析矩陣找出競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)出現(xiàn)的時(shí)間。根據(jù)建立/保持矩陣分析寄存器的建立時(shí)間和保持時(shí)間。