1.12 Quartus Ⅱ

由于本书给出的实验和设计多是基于Quartus Ⅱ的，其应用方法和设计流程对于其他流行的EDA工具而言具有一定的典型性和一般性，所以在此对它做一些介绍。

Quartus Ⅱ是Altera提供的FPGA/CPLD开发集成环境，Altera是世界上最大的可编程逻辑器件供应商之一。Quartus Ⅱ在21世纪初推出，是Altera前一代FPGA/CPLD集成开发环境MAX+plus II的更新换代产品，其界面友好，使用便捷。在Quartus Ⅱ上可以完成1.5节所述的整个流程，它提供了一种与结构无关的设计环境，使设计者能方便地进行设计输入、快速处理和器件编程。

Altera的Quartus Ⅱ提供了完整的多平台设计环境，能满足各种特定设计的需要，也是单芯片可编程系统（SOPC）设计的综合性环境和SOPC开发的基本设计工具，并为Altera DSP开发包进行系统模型设计提供了集成综合环境。

Quartus Ⅱ设计工具完全支持Verilog、VHDL的设计流程，其内部嵌有Verilog、VHDL和SystemVerilog逻辑综合器。Quartus Ⅱ也可以利用第三方的综合工具，如Leonardo Spectrum、Synplify Pro、DC-FPGA，并能直接调用这些工具。同样，Quartus Ⅱ具备仿真功能，同时也支持第三方的仿真工具，如ModelSim。此外Quartus Ⅱ与MATLAB和DSP Builder结合，可以进行基于FPGA的DSP系统开发，是DSP硬件系统实现的关键EDA工具。

Quartus Ⅱ包括模块化的编译器。编译器包括的功能模块有分析/综合器（Analysis & Synthesis）、适配器（Fitter）、装配器（Assembler）、时序分析器（Timing Analyzer）、设计辅助模块（Design Assistant）、EDA网表文件生成器（EDA Netlist Writer）、编辑数据接口（Compiler Database Interface）等。可以通过选择 Start Compilation来运行所有的编译器模块，也可以通过选择Start单独运行各个模块。还可以通过选择Compiler Tool（Tools 菜单），在Compiler Tool窗口中运行相应的功能模块。在Compiler Tool 窗口中，可以打开相应的功能模块所包含的设置文件或报告文件，或打开其他相关窗口。

此外，Quartus Ⅱ还包含许多十分有用的LPM（Library of Parameterized Modules）模块，它们是复杂或高级系统构建的重要组成部分，也可在Quartus Ⅱ中与普通设计文件一起使用。Altera提供的LPM函数均基于Altera器件的结构做了优化设计。

图1-21上排所示的是Quartus Ⅱ编译设计主控界面，它显示了Quartus Ⅱ自动设计的各主要处理环节和设计流程，包括设计输入编辑、设计分析与综合、适配、编程文件汇编（装配）、时序参数提取以及编程下载几个步骤。图1-21下排的流程框图，是与上面的Quartus Ⅱ设计流程相对照的标准的EDA开发流程。

图1-21 Quartus Ⅱ设计流程

Quartus Ⅱ编译器支持的硬件描述语言有VHDL、Verilog、SystemVerilog及AHDL，AHDL是Altera公司自己设计、制定的硬件描述语言，是一种以结构描述方式为主的硬件描述语言，只有企业标准。

Quartus Ⅱ允许来自第三方的EDIF、VQM文件输入，并提供了很多EDA软件的接口。Quartus Ⅱ支持层次化设计，可以在一个新的编辑输入环境中对使用不同输入设计方式完成的模块（元件）进行调用，从而解决了原理图与HDL混合输入设计的问题。在设计输入之后，Quartus Ⅱ的编译器将给出设计输入的错误报告。Quartus Ⅱ拥有性能良好的设计错误定位器，用于确定文本或图形设计中的错误。对于使用HDL的设计，可以使用Quartus Ⅱ带有的RTL Viewer观察综合后的RTL图。在进行编译后，可对设计进行时序仿真。在仿真前，需要利用波形编辑器编辑一个波形激励文件。编译和仿真经检测无误后，便可以将下载信息通过Quartus Ⅱ提供的编程器下载至目标器件中了。