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 ppt 作者 朱娜 张金保 王志强 李建利 第8章Quartus II9
162页1、第8章 Quartus II9.0软件功能及常用辅助设计工具,8.1 I/O分配验证,8.1.1 I/O分配验证简介 QuartusII9.0软件中的start I/O Assignment Analysis(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,则可以对设计的I/O管脚和相关逻辑执行更加彻底的合法性检查。 Quartus II9.0的I/O分配验证命令主要适用于StratixTM II、Stratix GX、stratix、Max II 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
2、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,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Assignment pins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】/【start I/O Assignment Analysis】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。
3、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,8.1.2 I/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Quartus II9.0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(Assign Pins)对话框、分配编辑器(Assignment Editor )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/O Bank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的电路板布线能力。,Alt
4、era 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。,8.2.1 Excel-based功率计算器,功率计算器总图,功率计算器中的器件和参数输入,功率计算器中的时钟线网络部分,功率计算器中的逻辑单元部分,
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