3673 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЦИФРОВЫХ УСТРОЙСТВ НА ПЛИС В ГРАФИЧЕСКОМ РЕДАКТОРЕ САПР MAX+PLUS II

Цель работы: ознакомление с пакетом системы автоматизированного проектирования (САПР) MAX+PLUS II и приобретение основных навыков разработки комбинационных и последовательностных цифровых устройств  на программируемых интегральных схемах (ПЛИС) с использованием  графического редактора.

 

Общие сведения

Возможности графического редактора

Графический редактор (Graphic Editor) САПР MAX+PLUS II предназначен для создания схемных файлов проекта. При этом графические файлы проекта (.gdf) или схемные файлы OrCAD (.sch), созданные в графическом редакторе, могут вклю­чать любую комбинацию символов,  т.е. типовых модулей цифровых устройств из библиотеки САПР MAX+PLUS II. К числу таких модулей относятся примитивы - простейшие компоненты проекта (модули логических элементов, триггеры, базовые цифровые устройства, символы входов и выходов цифровых устройств и т.п.),  а также модули более сложных базовых цифровых устройств - мегафункции и ма­крофункции. Символы могут представлять собой любой тип файла проекта (.gdf , .sch, .tdf, .vhd, .v, .wdf, .edf, .xnf, .adf, .smf), что определяет универсальность этого редактора [1], [2],[3].

Графический редактор обладает следующими возможностями.

1. С помощью маркера манипулятора (стрелки) можно двигать и копировать объекты, а также вводить новые графические символы. Если поместить его на вывод символа или конец ли­нии, он автоматически преобразуется в инструмент рисования ор­тогональных линий. Если им щелкнуть на тексте, он автоматически преобразуется в инструмент редактирования текста.

2. Символы соединяются сигнальными линиями или линиями, шин (bus), которые представляют собой несколько логически сгруппированных узлов.

Узлом называется именованный вход или выход символа или логического примитива, макро- или мегафункций. Если присвоить узлу имя, то можно соединить его с другими узлами или символами только по имени. Шины также соединяются по имени, но возможно и их графическое соединение.

3. Пользователь может переопределить порты, используемые в каждом отдельном символе мега- или макрофункции, а также инвертировать их. При этом для указания инвертированного порта появится кружок, обозначающий инверсию.

4. Можно выбрать несколько объектов в прямоугольной области и редактировать их вместе или по отдельности. При перемещении выбранной области сигнальные связи сохраняются.

5. Для каждого символа можно просматривать назначения выводов, зон­дов, расположения чипов, временных параметров, местную трассировку, логические опции и назначения параметров. Для облегчения тестирования можно также создать назначения групп выводов, которые будут определять соединения внешнего устройства между выводами.

Поставляемые фирмой Altera примитивы, мега- и макрофункции, представляющие собой графическое или текстовое описание типовых цифровых устройств, сокращают время разработки проекта. Пользователь может также создавать свои собственные библиотеки функций. При редактиро­вании символа или восстановлении его по умолчанию можно авто­матически создавать выбранные варианты или все варианты этого символа в файле в графическом редакторе.

Графический редактор обеспечивает и много других возможнос­тей, позволяя:

  • увеличивать или уменьшать масштаб отобра­жения на экране и увидеть проект целиком или какую-либо его деталь;
  • выбирать гарнитуру и размер шрифта;
  • задавать стили линий;
  • устанавливать и отображать направляющие (сетку);
  • копировать, вырезать, вставлять и удалять выбранные фрагменты;
  • получать зеркальное отображение (вертикальное или горизонталь­ное);
  • поворачивать выделенные фрагменты на 90, 180 или 270 гра­дусов;
  • задавать размер, размещение текущего листа схемы по вертикали или горизонтали.

Окно графического редактора

Окно графического редактора, открываемое из менеджера пакета MAX+plus II Manager через раздел меню MAX+Plus II/Graphic Editor (рис.1),  представлено на рис.2.

Рис.1

Рис. 2

Команды в графическом редакторе могут вводиться с помощью пиктограмм, через основное меню команд и контекстно-зависимые меню, вызываемые щелчком по правой кнопке манипулятора.

 

Пиктограммы

В левой части окна находятся пиктограммы инструментов графического редактора:

- выбор объекта для его перемещения и копирования (Selection Tool);

- ввод текста (Text Tool);

- ввод ортогональных линий (Orthogonal Line Tool);

- ввод линий с произвольным углом (Diagonal Line Tool);

- ввод дуг (Arc Tool);

- ввод окружностей (Circle Tool);

- укрупнение изображения (Zoom In button);

- уменьшение изображения (Zoom Out button);

- отображение в окне редактора всего листа (Fit in Window button);

- установка точек соединения (Toggle Connection Dot button);

- включение режима, обеспечивающего неразрывность цепей (шин) (Rubberbanding On button);

- выключение режима, обеспечивающего неразрывность цепей (шин)  (Rubberbanding On button).

 

Разделы меню команд графического редактора

Базовый набор команд менеджера пакета  в графическом редакторе расширен за счет следующих разделов меню:

  • Edit – открывает меню редактирования;
  • View – открывает меню управления отображением схемы;
  • Symbol – открывает меню управления вводом символов;
  • Utilities – открывает меню утилит;
  • Window – открывает меню управления окнами.

 

Меню Edit (рис. 3) позволяет:

  • отменить последнее действие (Undo Move);
  • вырезать объект (Cut);
  • скопировать объект (Copy);
  • вставить объект (Paste);
  • удалить объект (Del);
  • установить точку соединения на пересечении двух цепей (шин) (Toggle Connection Dot);
  • перевернуть объект по горизонтали (Flip Horizontal);
  • перевернуть объект по вертикали (Flip Vertical);
  • перевернуть объект на 90º, 180º, 270º (Rotate).

Рис. 3

Меню View (рис. 4) позволяет:

  • отобразить в окне редактора весь лист для ввода схемы (Fit Window);
  • укрупнить изображение (Zoom In);
  • уменьшить изображение (Zoom Out);
  • отобразить в окне редактора всю введенную схему (Normal Size);
  • максимально укрупнить изображение (Maximum Size).

Рис. 4

Меню Symbol (рис. 5) позволяет:

  • ввести символ (Enter Symbol);
  • осуществить редактирование выводов/параметров выделенного символа (Edit Port/Parameters);
  • обновить выделенный символ (Update Symbol).

Рис. 5

 

Меню Utilities (рис. 6) позволяет:

  • найти текстовую строку (Find Text);
  • найти цепь в иерархическом описании проекта (Find Node in Design File);
  • найти цепь в редакторе разводки ПЛИС (Find Node in Floorplan);
  • найти заданную группу модулей проекта в редакторе разводки ПЛИС (Find Clique in Floorplan);
  • найти источник цепи (Find Node Source);
  • найти приемник цепи (Find Node Destination);
  • найти следующее … (Find Next);
  • найти предыдущее … (Find Previous);
  • найти последний редактировавшийся объект (Find Last Edit);
  • найти и заменить (Search & Replace);
  • установить источники сигналов для процедуры временного анализа (Timing Analysis Source);
  • установить приемники сигналов для процедуры временного анализа (Timing Analysis Destination);
  • удалить источник (приемник) из временного анализа (Timing Analysis Cutoff);
  • осуществить процедуру временного анализа (Timing Analysis);
  • сбросить все установленные источники и приемники процедуры временного анализа (Clear All Timing Analysis Tags).

 

Рис. 6

Меню Window (рис. 7) позволяет:

  • создать новое окно графического редактора, содержащее схему текущего окна редактора (New Window);
  • выровнять открытые окна по горизонтали (Tile Horizontally);
  • выровнять открытые окна по вертикали (Tile Vertically);
  • расположить открытые окна каскадно (Cascade);
  • упорядочить пиктограммы свернутых окон (Arrange Icons);
  • отобразить список открытых файлов.

Рис. 7

 

Меню File, Options менеджера пакета в графическом редакторе расширено за счет следующих команд.

В меню File имеются команды, позволяющие:

  • открыть в окне редактора новый графический файл с сохранением текущего файла (Retrieve);
  • получить информацию (размер, папка хранения и т.д.) о редактируемом логическом файле (Info);
  • установить размер и ориентацию листа для ввода схемы (Size);
  • создать условное графическое изображение (символ) текущего файла (Create Default Symbol);
  • редактировать символ текущего файла (Edit Symbol);
  • создать файл с описанием функции прототипа, файл включения (Include File) текущего файла (Create Default Include File);
  • печатать (Print);
  • настроить принтер (Print Setup).

 

Меню Option в графическом редакторе дополнительно позволяет:

  • задать шрифт и его размеры (Font; Text Size);
  • установить тип линий (Line Style);
  • включить/выключить режим, обеспечивающий неразрывность цепей и шин (Rubberbanding);
  • управлять отображением назначений, сделанных пользователем (Show…);
  • разрешить/запретить отображение сетки для привязки элементов схемы (Show Guidelines);
  • установить расстояние между горизонтальными X (Horizontal) Spacing и вертикальными Y (Vertical) Spacing линиями для привязки элементов схемы (Guideline Spacing).

 

Ввод схемы

Элементами схемы, вводимой в графическом редакторе пакета, являются:

  • символы;
  • цепи (шины), соединяющие входы и выходы символов.

 

Символами являются:

  • примитивы пакета, представляющие собой простейшие базовые типовые модули цифровых устройств (папка - <Drive>:\maxplus2\max2lib\prim);
  • мегафункции - параметризированные модули, предусматривающие возможность изменения параметров модуля по желанию пользователя (папка - <Drive>:\maxplus2\max2lib\mega_lpm);
  • макрофункции - непараметризированные модули, не предусматривающие возможность изменения параметров модуля по желанию пользователя, в том числе библиотека элементов средней степени интеграции (папка - <Drive>:\maxplus2\max2lib\mf);
  • созданные пользователем модули (расположены в рабочей папке проекта).

 

При вводе схемы пользователь реализует следующие процедуры:

  • ввод символов;
  • удаление элементов схемы;
  • перемещение элементов схемы;
  • копирование элементов схемы;
  • соединение элементов схемы;
  • именование элементов схемы.

Базовым инструментом ввода схемы является Selection Tool (пиктограмма ), обеспечивающий инициализацию других инструментов редактора, требуемых для выполнения тех или иных операций.

Следует обратить внимание на то, что любая схема обязательно должна содержать хотя бы один примитив INPUT и хотя бы один примитив OUTPUT, задающие вход и выход схемы.

Ввод символа

  1. Выбрать команду Enter Symbol меню Symbol. Данная команда активизируется автоматически при двойном щелчке по левой кнопке манипулятора в рабочей зоне редактора и сопровождается появлением панели Enter Symbol (рис. 8).
  2. Задать имя вводимого символа с помощью панели Enter Symbol одним из следующих способов:
  • ввести имя символа в строке Symbol Name;
  • выбрать символ созданного вами модуля из окна Symbol Files;
  • выбрать библиотечный символ, используя окно Symbol Libraries и окно Symbol Files.
  1. Подтвердить выбор (кнопка ОК).