用MAX＋PLUSⅡ开发Altera CPLD

　介绍利用MAX＋PLUSⅡ软件对Altera公司的CPLD进行图形设计、编译以及在系统编程的基本方法和步骤。

　　MAX＋PLUSⅡ软件,CPLD,在线编程

1　引　言
　　Altera公司是世界三大CPLD／FPGA厂家之一,它的器件能达到最高的性能和集成度,不仅仅因为采用了先进的工艺和全新的逻辑结构,还在于它提供了现代化的设计工具——MAX＋PLUSⅡ可编程逻辑开发软件,该软件是Altera公司推出的第三代PLD开发系统。它提供了一种与结构无关的设计环境,使Altera CPLD设计者能方便地进行设计输入、快速处理和器件编程。MAX＋PLUSⅡ提供了全面的逻辑设计能力,包括电路图、文本和波形的设计输入以及编译、逻辑综合、仿真和定时分析以及器件编程等诸多功能。特别是在原理图输入等方面,MAX＋PLUSⅡ被公认为是最易使用、人机界面最友好的PLD开发软件。MAX＋PLUSⅡ可以开发除APEX20K以外的任何CPLD／FPGA。
2　Altera CPLD器件的开发
　　MAX＋PLUSⅡ由设计输入、设计处理、设计校验和器件编程等四部分组成,用它开发Altera CPLD器件的具体过程如下：
2．1　图形输入
　　利用MAX＋PLUSⅡ软件进行逻辑设计的输入方法有原理图输入、文本输入和其它EDA tool生成的EDIF网表输入,其中原理图设计输入最为直接,且容易实现仿真、便于电路调整,是一种常用的方式。其步骤为：
　　（1）指定设计项目名称。启动MAX＋PLUSⅡ后,在File菜单中选Project Name,键入设计项目名,点OK按钮后MAX＋PLUSⅡ的标题条将显示新的项目名字;
　　（2）建立新文件。在File菜单中选New,选Graphic Editor,然后按下OK按钮,会出现一个图形编辑窗口;
　　（3）输入图元、74系列符号和宏功能符号。在图形编辑窗口的空白处单击鼠标右键,选EnterSymbol,在Symbol Libraries框中选…＼maxplus2＼max2lib＼prim路径,再找到所需的图元（如两输入与门and2）,双击后图元会出现在图形编辑窗中;同理在…＼maxplus2＼max2lib＼mf路径中可输入所需的74系列符号（如74373）;在…＼maxplus2＼max2lib＼mega__lpm路径中可输入所需的LPM符号如lpm__mult);
　　（4）连线。将鼠标移至一个端口处,此时鼠标指示符自动变为“＋”形状,然后按住鼠标拖至待连的另一个端口,放开左键即画好一条线;
　　（5）放置输入输出引脚。在图形编辑窗口的空白处单击鼠标右键,选Enter Symbol,在SymbolName框中键入input或output,则输入或输出符号会出现在图形编辑窗中。
（6）为引脚和引线命名。在INPUT或OUTPUT引脚的PIN__NAME处双击鼠标左键,然后输入指定的名字即可;选中需命名的引线（单击后引线变高亮）,可为引线命名;
　　（7）保存文件。在File菜单中选Save（或Save As重新命名）可保存文件。
2．2　项目编译
　　MAX＋PLUSⅡ编译器可以检查项目中的错误并进行逻辑综合,将项目最终设计结果加载到Altera器件中去,并为模拟和编程产生输出文件。主要工作有：
　　（1）选择器件。在Assign菜单内选Device项,出现Device对话框,在Device Family框选某一器件,比如要选MAX7000S系列84脚PLCC封装6ns的7128S器件,可在Device框选EPM7128SLC84－6;
　　（2）分配引脚。通常编译器可自动对项目进行引脚分配,但也可以人为分配引脚,方法是在AssignMenu菜单中选Pin／Location／Chip,然后在NodeName框内输入引脚名,在Chip Resource框内选引脚号,按下Add按钮,按下OK按钮即可。
　　（3）打开编译器窗口。在MAX＋PLUSⅡ菜单中选Compiler,会出现编译器窗口;
　　（4）运行编译器。在编译器窗口中点击Start按钮,就开始对所要的编译项目进行处理。如有错误信息,可用鼠标选中该错误,并按下Locate按钮,从而找到错误位置并改正。
2．3　阅读报告文件
　　编译完成后,可双击编译器窗口中的报告文件（＊．rpt）图标,打开文本编辑器,可看到器件一览表、项目编译信息、文本层次结构以及资源使用、逻辑单元互连等情况。
2．4　观察试配结果
　　在MAX＋PLUSⅡ菜单中选Floorplan Editor,会出现底层图编辑器窗口,在这里可观察到器件封装的所有引脚以及它们的功能（器件视图）,同时可观察到所有LAB及其单个逻辑单元（逻辑阵列块视图）,如有必要,还可编辑修改当前的分配。
2．5　在线编程
　　一个项目在设计输入和编译完成后,就可对器件编程了。这里选用并口下载电缆ByteBlaster的JTAG模式进行在线编程。ByteBlaster下载电缆包括与PC机并口相连的25针阳性插座头、与PCB板相连的10针插头和25针到10针的变换电路。ByteBlaster的25针插座头和10针插头的连线定义见表1。
　　图1是ByteBlaster的数据变换电路,它实际上是由一片74244和7个33Ω的电阻组成的电路,可自行焊接制作。