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FPGA 设计工具及硬件简介

1 QUARTUS II 概述

在本次设计中采用了 QUARTUS II 作为了开发平台，QUARTUS II 属于综合

性较强的PLD 开发软件，软件支持多种输入形式，包括原理图、AHDL、VHDL

等多种设计输入形式。该软件内部装有仿真器以及综合器，这就便于系统可以有

效进行设计输入，合理安排硬件配置，完成较为完整的 PLD 设计流程。此开发

软件在使用平台上不受限制，可以在XP、Unix 和 Linux 上进行使用，为软件用

户提供图形界面，完成整个设计流程，在用户体验上，运行速度快、功能较为集

中，操作性能强。

第一，首先要将所要求的设计项目进行划分，将项目区分为多个板块，建立

新的目标，并将各个模块进行单独存放，然后对模板进行独立的编译工作，在编

译工作结束后，通过验证有效后，将单独的子模块的 VHDL 的文本文件按照要

求存储到总工程的文件夹中去，接着建立图元，最后将各个图元相互连接，来建

立新的设计目标。

第二，各个子模块在划分之后，独立的子模块在被编写代码之后，验证通过

得出的 VHDL 软件就会被添加到总设计的顶层文件之中，就像第一步所展示的

那样，图元的连接完成了新项目的设计。这部分就是将管脚连好。考虑到原理图

的设计时，默认连接节点处名字相同的节点，不区分大小写，图形编辑时，在窗

口显示的粗线表示整个设计中的主线，在这里比需要注意的是，总线的名称必须

加上英文标志，也就是含有节点的编号，在原理图的设计时，要注意文件的扩展

名，这要注意到工程名和在顶层的实体名称保持一致，以便与之后的编译工作。

第三，进行功能仿真，这时要注意仿真文件的扩展名，这也就是常说的前仿

真，而后仿真则是指时序仿真，整个仿真过程中需要忽略由于延时导致的数据误

差，也是较为理想的仿真程序，后者考虑到了延时的仿真，仿真结果趋近于实际

的仿真结果。总体上来说，要保证仿真过程中，要考虑到逻辑思维的准确性，保

证仿真符合总体设计要求，默认程序上要选择时序仿真，便于在设置好各个环节

的功能，由此来形成仿真网络表。

2 FPGA 简介

FPGA 也就是现场可编程门阵列的意思，它通常由可配置逻辑模块，输入输

出模块，内部连线等组成。FPGA 与通用的其他单片机来比，其最大的区别就是

它是并行运行的，所以其速度是远飞其他的处理器可以比的，而与专用ASIC 电

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