Tutorial De Quartus Ii Web Edition 615u5f

TUTORIAL Tutorial de QUARTUS II WEB EDITION (FREE) versión 14 DE ALTERA Este pequeño tutorial en el uso del Quartus II de ALTERA pretende: • • •

Que el alumno se inicie en el diseño y simulación de circuitos digitales. Que el alumno tenga una herramienta con la cual trabajar los dispositivos lógicos programables como los FPGAs. Que el alumno tenga a un software que puede descargar e instalar debido a su libre.

Este material va a describir el procedimiento para realizar una simulación de circuitos digitales usando este programa. Ejemplo 1: Simulación de una compuerta XNOR. En este ejemplo vamos a verificar el comportamiento de la compuerta XNOR según su tabla 1.

A 0 0 1 1

Figura 1

B 0 1 0 1

XNOR 1 0 0 1

Tabla 1 XNOR

Procedimiento: 1. 2.

Iniciar el software Quartus II. Ingrese a File -> New Project Wizard, apreciaremos que se nos presenta un cuadro de dialogo, presionar “Next”

3. Aparecerá el siguiente cuadro de dialogo de la Figura 2 donde debemos ingresar los siguientes datos: • Ruta de trabajo ejemplo: C:\Temp\ZE00\Ejemplo1 • Nombre del Proyecto ejemplo: CompuertaXNOR • Nombre de la entidad top del proyecto(archivo principal del proyecto) ejemplo: CompuertaXNOR 4. Seleccionamos “NEXT”, luego nos preguntará si deseamos crear un nuevo proyecto de cero o si deseamos

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Figura 2

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5. 6.

7.

partir de un proyecto ya existente, seleccionar “Empty Project” luego” Next” Solicita si deseamos agregar archivos al proyecto, no modificamos nada aquí y seleccionamos otra vez “Next”. Aparecerá una venta para seleccionar el dispositivo lógico programable con el que vamos a trabajar. Seleccionamos en familia “Cyclone V” y en dispositivo “5CSEMA5F31C6”; luego hacemos clic en Next. Seleccionamos otra vez Next. Finalmente se nos presenta un resumen de la configuración de nuestro proyecto, seleccionamos Finish. Ya creamos el proyecto, ahora vamos a crear el archivo de trabajo.

8. Ingresamos a File -> New y aparecerá el menú de selección de la Figura 3. Seleccionamos allí la opción “Block Diagram/Schematic File” y luego OK. De inmediato se abre una ventana de trabajo de la Figura 4 donde dibujaremos el diagrama esquemático de nuestro circuito.

Figura 3

9.

Hacemos clic en el botón de Symbol Tool de las herramientas ubicadas a la izquierda de la hoja de trabajo, y se abrirá una serie de carpetas donde se muestran las diversas librerías de elementos lógicos (Fig. 5). Abrimos la carpeta “primitives”, y luego dentro de ella la carpeta “logic”. En esta última encontraremos todas las compuertas que necesitamos para implementar el circuito de comprobación de la compuerta XNOR.

Figura 4 LABORATORIO DE CIRCUITOS LÓGICOS COMBINACIONALES

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10. Una vez extraída la compuerta, es necesario definir los nodos de entrada y los nodos de salida. Para ello agregaremos pines de entrada y de salida. Dentro de la carpeta de librerías “primitives” seleccionamos la carpeta “pin”, donde encontramos pines de entrada, de salida y bidireccionales.

11. Para trazar los conductores usamos el botón Orthogonal Node Tool Al finalizar la descripción, el circuito podría quedar como se muestra en la Figura 6, debes guardarlo, se recomienda que tenga el nombre del ejercicio “CompuertaXNOR” .

Figura 6 12. Concluido el circuito, ejecutamos Processing - > Start Compilation que se encuentra en la parte superior de la ventana del Quartus. La PC realiza algunos cálculos al cabo de los cuales presenta un aviso indicando si hay errores o precauciones que tomar en nuestro diseño (warnings). Hallaremos entonces en la parte inferior una ventana (Messages) donde se listan y se detallan los posibles errores y avisos de precaución. Simulación del circuito: Mediante la simulación comprobaremos el correcto funcionamiento del circuito. Una vez que realicemos la compilación del circuito, deberemos crear un “archivo de entrada de simulación”. Éste tiene por objeto dar valores lógicos a las entradas, creando diagramas de tiempo, para así después apreciar las variaciones de las salidas. Entonces procedamos: 13. Ingresamos a File - > New y aparecerá el menú New, dentro del cual seleccionamos la opción University Program VWF (Fig. 7). Se generará entonces una ventana como la de la Fig. 8. Guardamos el archivo de extensión .vwf con el nombre sugerido “CompuertaXNOR”.

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Figura 7

Figura 8

14. Hecho esto, presionamos el botón derecho del mouse y aparecerá una ventana donde debemos seleccionar “Insert Node or Bus”. Aparecerá entonces la ventana donde debemos seleccionar Node Finder. Pulsamos el botón List de ésta, aparecerá el listado de todas las señales (o nodos) definidos en nuestro diseño (Fig. 9), para poder ser usados como puntos de análisis en nuestra simulación, para ello presiona el >>. Dar OK y OK.

Figura 9

15. Podemos ahora arrastrar con el ratón y hacia la ventana de simulación (.vwf) los nodos que queramos incluir en el análisis. Podría quedar como se muestra en la Fig. 10.

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Figura 10 Como la simulación estará en el dominio del tiempo, es decir que se observará el comportamiento en el tiempo de las funciones de salida, a medida que varían las señales de entrada, entonces definiremos ahora algunos parámetros de tiempo, como el End Time y el Grid Size. El End Time define el tiempo total de la simulación y el Grid Size define el tiempo parcial de la simulación (tiempo para cada simulación). 16. Ingresamos a Edit - > Set end Time. Se muestra el cuadro de diálogo de la Fig. 11. Ingresamos 0.8 us (0.8 microsegundos) y aceptamos con “OK”.

Figura 11 17. Ingresamos a Edit -> Grid Size. Se muestra el cuadro de diálogo de la Fig. 12. Ingresamos el valor de 100 ns (100 nanosegundos), y aceptamos con “OK”.

Figura 12 Nótese que las señales o nodos de entrada por defecto aparecen inicialmente con una línea horizontal baja, indicando estado lógico cero. Esto no variará hasta que les asignemos valores. Las señales de salida, en cambio, muestran una especie de trama de líneas cruzadas, lo que indica que todavía no tienen valores definidos, ya que la simulación todavía no ha tenido lugar.

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Recuerde que debe guardar el archivo con el nombre que hemos venido trabajando “CompuertaXNOR”. 18. Volvemos a la ventana del archivos de ondas y con ayuda de la herramienta de edición de ondas cambiamos los estados lógicos de las entradas (ver Fig. 13). Se dan valores a A y B de tal manera que se cubran todas las variaciones de éstas.

Figura 13 19. En la parte superior ingresamos a Run Functional Simulation , observe que la maquina realiza el proceso de simulación y presenta el resultado en pantalla

Figura 14 Con ello obtendremos una ventana con el diagrama de tiempos de las señales de entrada que construimos, y también con las señales de salida que nos perite corroborar la tabla de verdad de nuestra compuerta, como se aprecia en la Fig. 14.

Revisado Ciclo 2015-1

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