EDA技巧

可编程逻辑器件设计技巧

1. 什么是.scf？

答：SCF文件是MAXPLUSII的仿真文件, 可以在MP2中新建.

1． 用Altera_Cpld作了一个186（主CPU）控制sdram的控制接口, 发现问题：要使得sdram

读写正确, 必须把186(主CPU)的clk送给sdram, 而不能把clk经cpld的延时送给sdram. 两者相差仅仅4ns. 而时序通过逻辑分析仪测试没有问题. 此程序在xilinx器件上没有问题. 这是怎么回事？

答：建议将所有控制和时钟信号都从PLD输出, 因为SDRAM对时钟偏移(clock skew)很敏感, 而Altera的器件PLL允许对时钟频率和相位都进行完全控制. 因此, 对于所有使用SDRAM的设计, Altera的器件PLL必须生成SDRAM时钟信号.

要利用SDRAM作为数据或程序存储地址来完成设计, 是采用MegaWizard还是Plug-In Manager来将一个PLL在采用Quartus II软件的设计中的顶层示例？可以选择创建一个新的megafuntion变量, 然后在Plug-In manager中创建ALTCLKLOCK(I/P菜单)变量. 可以将PLL设置成多个, 或是将输入划分开来, 以适应设计需求. 一旦软件生成PLL, 将其在设计中示例, 并使用PLL的“Clock”输出以驱动CPU时钟输入和输出IP引脚.

2． 在max7000系列中, 只允许有两个输出使能信号, 可在设计中却存在三个, 每次编译时

出现“device need too many [3/2] output enable signal”. 如果不更换器件（使用的是max7064lc68）. 如何解决这个问题？

答：Each of these unique output enables may control a large number of tri-stated signals. For example, you may have 16 bidirectional I/O pins. Each of these pins require an output enable signal. If you group the signals into a 16-bit bus, you can use one output enable to control all of the signals instead of an individual output enable for each signal. （参考译文：这两个独特的输出使能中每个都可能控制大量三相信号. 例如, 可能有16个双向I/O引脚. 每个引脚需要一个输出使能信号. 如果将这些信号一起分组到一个16位总线, 就可以使用一个输出使能控制所有信号, 而不用每个信号一个输出使能. ）

3． 关于vhdl的问题：process(a, b, c) begin… end process; 如果a、b、c同时改变, 该进程是

否同时执行三次？ 答：PROCESS STATEMENTS 中的执行跟逻辑有关系, 假如是同步逻辑, 则在每次时钟的触发沿根据A, B, C的条件来执行一次；假如是异步逻辑, 则根据判断A、B、C的条件来执行. 一般我们都推荐使用同步逻辑设计

4． 在设计最初, 由于没有将时钟信号定义在全局时钟引脚上, 导致MAXPLUS II 在时间分

析时提示错误：（时钟偏斜加上信号延迟时间超过输入信号建立时间）. 全局时钟引脚的时钟信号到各个触发器的延时最小, 有没有可能通过编译软件设置, 将普通I/O脚上的时钟信号也经过芯片内部的快速通道以最小的延迟送到每个触发器时钟引脚？

答：you can register that signal and assign it as the global signal, by the step flow: assign->logic option->Individual logic options->Global signal. But you'd better input the clock signal through the dedicated input pin. （参考译文：可以寄存这个信号, 并将它指定为全局信号, 步骤如下：指定—>逻辑选项—>个别逻辑选项—>全局信号. 但是, 最好通过专用输入引脚输入时钟信号. ）

5． 用MaxplusII 软件设计完后, 用Delay Matrix查看延迟时间. 由于内部触发器的时钟信

号用了一个输出引脚的信号, 譬如将一引脚ClkOut定义为Buffer, Clkout是一时钟信号, 然后反馈到内部逻辑, 内部逻辑用此信号作为时钟信号, 但用Delay Matrix, 却查看不到一些信号相应于ClkOut的延迟, 因为ClkOut是一Output引脚, 在Delay Matrix source 一栏中没有ClkOut信号, 如何解决这个问题？

答：这种做法在逻辑设计中称为GATE CLOCK, 所谓GATE CLOCK就是将设计中的组合逻辑结果拿来做时钟信号, 这是一种异步逻辑设计.

现在都推荐使用同步逻辑设计方法. 可以将该信号(CLKOUT)拿来作使能信号, 即ENABLE信号, 而时钟信号还是采用原来的统一时钟, 使设计用尽量少的同步时钟, 这样一来就还是用DELAY MATRIX来分析原有的时钟.

6． 我是一个epld的初学者, 目前看到xilinx的Virtex-II中嵌入大量的资源如：powerpc、ram

等, 究竟如何在fpga中使用这些资源？

答：Xilinx Virtex-II中嵌入的资源非常丰富, 如BlockRAM、Digital Clock Manager、On-chip termination等等. ISE 4.2i软件完全支持这些资源. 可以举出单元库中相应基本数据的实例. Xilinx Core Generator中也还支持BlockRAM等特性. 至于PowerPC和MGT设计, 可以使用Virtex-II Pro开发者套件.

7． 在设计中, 往往需要对某个信号做一定（任意长）的延时, 有没有好的方法来实现？而

不是采用类似移位寄存器的方法来延时.

答：使用移位寄存器在FPGA中对信号进行延时是一种好方法. Xilinx Virtex架构中每个对照表(LUT)都能够设置成为具有可编程深度(最多为16)的移位寄存器. 这就提供了一种高效的途径来在FPGA中实现移位寄存器. 无须使用触发器就可以实现一个16位寄存器. 作为一个好的设计习惯, 任何情况下都不要通过闸延迟来实现延迟逻辑.

8． ISE中的PAD TO PAD CONSTRAINT 是否是包括输入输出的pad时延之和再加上输入

输出之间的组合逻辑的时延？还是只是输入输出之间的组合逻辑的时延？

答：Xilinx PAD-to-PAD contraint的确涉及到输入输出PAD时延. 这从布局后时序报告中可以看出.

9． 由于现在的设计基本上都是同步设计, 那么PAD TO PAD CONSTRAINT 在什么情况下

使用？ 答：虽然现今多数设计都是完全同步, 但仍有一些情况需要从一个输入引脚到另一个输出引脚的纯粹组合路径. 因此, 仍然需要PAD-to-PAD constraint控制这些路径的时延.

10． 如何在ISE 中看到PAD TO PAD 的布线情况？

答：通常不必在意信号在FPGA内的路线, 只要它涉及到时序问题. 这种工具将对以优化的方式对设计进行路由. 如果希望检查具体路由, 可以使用Xilinx FPGA Editor, 它包含在ISE4. 2i软件中.

11． 在Xilinx Foundation 3. 1i下用JTAG PROGRAMER下载程序到芯片中, 可是总是出

现如下错误：If the security flag is turned on in the bitstream, programming status can not be confirmed;others, programming terminated due to error. 测量电路信号, 没有相应的

波形, 显然下载没有成功. 所用的芯片是：Xilinx Spartan2 XC2S50TQ144. 怎么解决？ 答：This is a security feature. By disabling readback, the configuration data cannot be read back from the FPGA. This prevents others from pirating your intellectual properties. You can enable or disable this feature during bitstream generation.

The proper way to determine if the configuration is finished without error is to check the status of the DONE pin on the FPGA. DONE pin should goes high if the bitstream is received correctly. Also, since you are using JTAG configuration, please make sure you have selected JTAG clock (not CClk) as your Startup clock during bitstream generation. （参考译文：这是保密功能. 通过禁用回读, 配置数据不能从FPGA回读. 这可以防止其他人盗用你的成果. 在生成位元流过程中, 可以启用或禁用这个功能.

确定配置是否准确无误地完成, 适合的方法就是检查FPGA上DONE引脚的状态. 如果正确地接收了位元流, 则DONE引脚将会升高. 而且, 既然使用JFAG配置, 就要确保在生成位元流过程中, 已经将JGAG时钟(而不是CClk)选作了Startup时钟. ）

12． Xilinx Virtex架构中每个对照表(LUT)都能够设置成为具有可编程深度(最多为16)

的移位寄存器. 可否理解为, 在写设计的时候如果设计了一个深度不大于16位的移位寄存器, ISE综合时就会用一个LUT来替代它？

答：Most synthesis tools (e. g. Synplify Pro, Xilinx XST) are able to infer LUT based shift register (SRL16E) from your source code. Even for depth greater than 16, the tool is smart enough to infer multiple SRL16E to realize the shift register. Another way to utilize this feature is to instantiate an SRL16E in the source code. You can refer to the Library Guide in the Xilinx ISE software package for more details. （参考译文：大多数综合工具, 例如Synplify Pro和Xilinx XST, 都能根据源代码中的移位寄存器SRL16E来推断 LUT. 即使是深度大于16的情况, 此类工具也能够推断出多SRL16E, 从而实现移位寄存器. 利用此功能的另一种途径是在原代码中例示一个SRL16E. 详细说明可以参考Xilinx ISE软件包中的库指南. ）

13． LUT是实现组合逻辑的SRAM, 怎样实现一个时序的移位寄存器, 是不是必须加一

个触发器来配合LUT？

答：The LUTs in Xilinx Virtex architecture are not simply combinational logic. When it is configured as 16x1 RAM, the write operation is synchronous. When it is configured as shift register, there is no need to consume any flip-flop resource. In fact the internal circuitry of a Virtex LUT is more complicated than what it looks like. （参考译文：Xilinx Virtex结构中的LUT不是简单的组合逻辑。当它被配置为16x1 RAM时，写操作是同步的。当它被配置为移位寄存器时，则无需消耗任何flip-flop资源。事实上Virtex LUT的内部电路比看起来更复杂。）

14． 在foundation 3.1环境里怎么找不到启动testbench.vhd的程式？

答：伴随Foundation 3.1i出现的仿真器为门极仿真器, 因此你不能在这种设计环境下以VHDL级运行仿真. vhdl代码必须在你运行任何仿真之前进行综合. 因此, 在Foundation 3.1i环境下并不能使用vhdl testbench. 作为替代方式, 你可以编写仿真script.

实际上, Foundation 3.1i是一款相对较老的软件. Xilinx ISE软件中支持HDL testbench, 它的最新版本为4.2i.

15． 关于双向口的仿真, 如果双向口用作输入口, 输出口该怎么设置？

答：做仿真时, 软件会自动地将IO口(包括双向口)的引脚本加入到. SCF文件中去. 先新建一个SCF文件, 然后在NODE->ENTER NODES FROM SNF->LIST, 将列出的所有IO引脚(包括了双向口)都加入仿真文件中, 就可以进行仿真了.

16． 关于ACEX1K的I/O脚驱动能力. ALTERA 计算功耗的datasheet 中：对ACEX1K

器件, PDCOUT （power of steady-state outputs）的计算就是根据IOH, IOL来计算的, 能否告诉我ACEX1K芯片的IOH, IOL分别是多少？

答：关于ACEX1K的IO驱动能力, IOH&IOL的大小可以从ACEX1K的数据手册中查到(ACEX. PDF PAGE 50/86). 17． 设计中Vccio=3. 3V, 假如IOH=20mA, IOL=20mA, n=10 (Total number of DC

output with steady-state outputs), 如何计算PDCOUT? 答：关于功耗的计算可以参照AN74(P2)中的功耗计算公式.

18． 当Vccio=3. 3V时, 对于输入脚, 它兼容TTL, CMOS电平；对输出脚, 它是否也兼

容TTL和CMOS电平？对CMOS电平, 是否需要用OpenDrain 加上下拉电阻来实现？ 答：ACEX1K器件引脚兼容TTL与CMOS电平. COMS输出是否要加上拉电阻要看外部接的CMOS电平, 假如说接5V COMS则需要上拉. 详细情况可以参照AN117.

19． 将EPC2与EPF10K30A连接成JTAG菊花链的形式, 在调试阶段可以跳过EPC2

直接配置EPF10K30A, 而在配置通过验证以后再利用EPC2的JTAG口将EPF10K30A的配置信息固化到EPC2中去. EPC2的专用配置端与EPF10K30A配置端连接, 当系统脱离JTAG电缆上电配置时, 由EPC2完成对EPF10K30A的配置. 这个过程中有一个疑问, EPF10K30A相当于有两个配置通道（一个通过JTAG, 一个通过EPC2), 当其中一个配置通道工作时, 另外一个配置通道的存在是否会影响到配置过程的正常进行呢？如果相互影响, 怎样才能做到两种方式同时存在又互不影响呢？ 答：可以使10K30A拥有两个不同的下载方式, 在板子上做一个跳线开关即可. 也可以从当地的代理得到该模块的参考设计.

20． ALTERA是建议直接使用MAXPLUSII或QUARTUS编译HDL源代码, 还是使用

第三方EDA工具（如SYNPLIFY、LeoanrdoSpectrum或SYNOPSYS）先把HDL源代码编译为edf文件后再使用ALTERA的工具编译？ 答：ALTERA建议用第三方的工具将HDL源代码编译为edf文件后再使用ALTERA的工具进行布局布线. ALTERA的MAXPLUSII和QUARTUS也都自带有HDL的综合器, 一些简单的设计可以直接在MP2或QII中编译即可. 而且可以直接在软件中后台调用第三方的EDA工具.

21． 用MAXPLUSII或QUARTUS多次编译同一设计生成的带延时的网表文件中的延

时是否一样？

答：用MP2或QII多次编译同一设计成的带延时的网表文件中的延时是一样, 但要保证该网表文件没有修改过.

22． 在编译前设定一个模块的Synthesis Style为FAST是否一定比不设定（NONE）要

节省LC资源？

答：在布局布线的过程中, Synthesis Style的设置会影响到资源的利用率和速度的快慢, 一

般情况下：设置为FAST主要是为了提高设计的速度. 在软件中除了综合类型的设置, 还有一项是选择优化的目的：oPTIMIZE->AREA OR SPEED. 选择AREA可以节省设计所占用的资源.

23． Altera公司对芯片热设计有哪些资料和工具？

答：ALTERA提供了许多计算功耗的资料和工具. 数据手册中的AN74就是关与计算ALTERA器件功耗的专门文档.

24． 如何在设计前期分析芯片的功耗？

计算功耗的工具: ALTERA提供的QUARTUS软件就有计算功耗的功能, 它可以根据你不同的激励项量来计算功耗; 在ALTERA 的网叶上就有专门计算功耗的运算器, 请点击相关文章 它就给出了APEXII的功耗计算方法.

25． 看过“FLEX PCI Development Board”的参考设计原理图, 它利用了条线开关选择

配置方式. 既然两种配置方式管脚并没有公用, 为何需要这个跳线开关呢？

答：EPC2不会影响到用下载电缆通过JTAG口配置EPF10K30A. 使用跳线开关是在选择给10K30A下载的方式, 是通过下载电缆还是EPC2.

因为将ECP2与10K30A连接成JTAG菊花链的形式通过下载电缆下载和用EPC2对10K30A下载的连接方式是不同的, 所以要将这两者分开, 详细的连接方法应该在参考设计原理图中已经描绘的很清楚了.

26． 为了保证设计可靠性, 需要重点关注哪些方面？

答：Here are a few guidelines for reliable FPGA design（关于可靠性FPGA设计的几点建议）

① Use fully synchronous design. Asynchronous design is very sensitive to path delay

and is therefore not robust. An example of asychronous circuit is the SR latch which uses combinational feedback. （使用完全同步设计. 异步设计对路径延迟非常敏感, 因此不很可靠. 异步电路的一个例子是使用组合反馈的SR闭锁. ）

② Never gate your clock signal with combinational logic. Glitches may occur on any

gated clock signals, which results in false triggering of flip-flops. （绝不使用组合逻辑控制时钟信号. 因为在任何门控制时钟信号上可能产生短时脉冲干扰, 最终导致错误触发flip-flop. ）

③ Never rely on gate delay. （绝不要依靠门延迟. ） ④ Enough bypass capacitors should be placed close to the power and ground pins of

FPGA. Use capacitors with good high frequency response. （FPGA的电源和接地引脚附近应该放置足够多的旁路电容器. 使用优质高频响应电容器. ）

⑤

Always use the global clock buffers on the FPGA to drive internal clock signals. These clock buffers and the associated clock distribution network have been carefully designed to minimize skew. （在FPGA上始终使用全局时钟缓冲来驱动内部时钟信号. 并且已经仔细设计了这些时钟缓冲和关联时钟配电网, 以将畸变减至最小. ）

27． You said \

feedback\ How do I learn SR latch ? What is the difference between SR latch and SRFF? （“异步电路的一个例子是使用组合反馈的SR闭锁”. 请问如何理解SR闭锁？SR闭锁

与SRFF有什么区别？）

答：A latch changes states whenever the gate signal is active. A FF changes states only at clock edges. （参考译文：只要门信号是活动的, 闭锁就会更改状态. 而FF只有在时钟边沿才更改状态. ） 28． Xilinx公司的芯片在热设计方面可以提供哪些工具和资料？

答：For thermal consideration, you need to know the power consumption of your FPGA and the thermal resistivity of the device package you are using. The power consumption can be estimated by the XPower tool included in Xilinx ISE software. The thermal resistivity of the device package can be found in Xilinx databook. The junction temperature can then be calculated by the following formula（至于散热问题, 需要了解所用FPGA的功耗和正在使用的器件封装的热阻系数. Xilinx ISE软件中所包含的Xpower工具可以估计功耗. 在Xilinx数据手册中可以找到器件封装的热阻系数. 然后利用下面的公式计算接合温度. ）

P = (Tj - Ta) / THETAja 其中, P=功耗；Tj=接合温度；Ta=环境温度；THETAja = 封装的热阻系数

You can then detemine if the junction temperature falls within the acceptable region. The maximum acceptable junction temperature is different for C and I grade devices. If it is higher than the max. acceptable temperature, you may consider adding a heatsink or cooling fan. （之后确定接合温度是否在允许范围内. C和I级器件允许的最高接合温度不同. 如果温度高于允许的最高值, 可能需要增加散热片或风扇. ）

29． 如果时钟进入FPGA后经过一段组合逻辑才上时钟网络, 会存在一定的延时. 综合

布线后会出现信号输入延时为负值, 意味着信号比时钟先到达触发器. 那么, 怎样通过约束文件增加输入信号的延时呢？我试过对\加上\的约束, 但是没效果.

答：Gating the clock signal with combinational logic is not recommended in modern high speed digital design since it may creates glitches on the gated clock signal, which results in false triggering of flip-flops. This results in a less reliable design. A common technique to remove gated clock is to make use of the clock enable pin of the flip-flop. For example, if you have a signal clko = clki & a & b driving the clock pin of a flip-flop, you can eliminate the gated clock by feeding clki directly to the FF clock pin, and have another signal en = a & b connected to the clock enable pin of the FF. ( 参考译文：在现代高速数字设计当中, 不建议使用组合逻辑门控时钟信号, 因为这将会在选通的时钟信号上产生短时脉冲波形干扰, 导致错误触发flip-flop. 这是缺乏可靠性的设计. 移除门控时钟通常所采用的技巧是使用flip-flop的时钟使能引脚. 例如, 如果有一个信号clko = clki & a & b 正在驱动flip-flop的时钟引脚, 则可以通过直接将clki传递给FF时钟引脚, 并将另一个信号en = a & b与FF的时钟使能引脚连接, 来消除门控时钟. )

By removing the gated clock, you no longer have the problem of clock delay. Also the design is more robust. (移除门控时钟后, 就不再有时钟延迟的问题了. 而且这种设计也比较可靠. )

30． FPGA生产产商提供了IP, 如何用第三方软件, 如Advantage 或 ACTIVE vhdl, 调

用并进行仿真？

答：The IPs provided by Xilinx, e. g. PCI, come with simulation models which can be

processed by 3rd part simulation tools like Modelsim. So there is no problem for functional simulation. Timing simulation can be done by exporting the post-layout vhdl/verilog model from Xilinx ISE software. In some cases, sample testbenches are also included. （参考译文：Xilinx提供的IP, 例如PCI, 是与仿真模型一同提供的, 这种模型可由第三方仿真工具, 如Modelsim来处理. 因此对功能仿真来说, 没有问题. 通过从Xilinx ISE软件中导出post-layout vhdl/verilog可以执行定时仿真. 在某些情况下, 也包括样本测试平台. ）

31． “As a good design practice, never use gate delay to implement your delay logic under

all circumstances”. Please tell me what does \闸) mean?（“一个好的设计, 在所有情况下都决不会使用门延迟来实现延迟逻辑. ”此处“门延迟”是什么意思？） 答： “By \the design. This is highly undesirable since gate delay changes with factors like temperature and process technology. The design may fail as temperature changes or using a different version silicon. Also designs relying on gate delay are not portable, meaning that you need to re-design the whole circuit whenever you want to change to another product series or part number, simply because the gate delay changes as well. （参考译文：“门延迟”指得是使用一系列逻辑门将一定数量的延迟导入到设计中. 既然门延迟更改像温度和处理技术这样的因素, 所以, 这是很不合适的. 由于温度的改变或使用不同版本的芯片, 设计可能会失败. 依赖门延迟的设计也不是可移植的, 也就是说, 要更改另一产品系列或部件号时, 需要重新设计整个电路, 只因为更改了门延迟. ）

Always use fully synchronous design. You never need to reply on gate delay if your design is fully synchronous. （始终使用完全同步设计. 如果设计是全同步的, 则无需回应门延迟. ）

32． This time I download another program to another chip SpartanII XC2S50PQ208 in

another circuit, while it fails, and show the following message: \. . Checking boundary-scan chain integrity. . . ERROR:JTag - Boundary-scan chain test failed at bit position '3' on instance '***'(a substitute for the real name of file). A problem may exist in the hardware configuration. Check that the cable, scan chain, and power connections are intact, that the specified scan chain configuration matches the actual hardware, and that the power supply is adequate and delivering the correct voltage. ERROR:JTag - Boundary scan chain has been improperly specified. Please check your configuration and re-enter the boundary-scan chain information. Boundary-scan chain validated unsuccessfully. ERROR:JTag - : The boundary-scan chain has not been declared correctly. Verify the syntax and correctness of the device BSDL files, correct the files, reset the cable and retry this command. \and doubt whether there is something wrong with the circuit?But the powers checked in circuit are right. Would you please give me some advice to crack the problem?（有一次, 将程序下载至SpartanII XC2S50PQ208芯片电路, 结果发生了故障, 并显示以下消息：“. . . Checking boundary-scan chain integrity. . . ERROR:JTag - Boundary-scan chain test failed at bit position '3' on instance '***'(实际的文件名)”. 问题可能在硬件配置. 检查了连线、扫描链路和电源接头都没有问题. 特定的扫描链路配置与实际的硬件相匹配, 电源充足且电压正常. “ERROR:JTag - Boundary scan chain has been improperly specified. Please check your configuration and re-enter the boundary-scan chain information. Boundary-scan chain validated unsuccessfully. ERROR:JTag - : The boundary-scan chain has not been

declared correctly. Verify the syntax and correctness of the device BSDL files, correct the files, reset the cable and retry this command. ”这么多出错消息, 什么原因, 怎么办？） 答：Usually it is the result of a broken JTAG chain or noisy chain. Most commonly, the cable is not connected properly, a trace is not correct on the board, other devices in the chain are causing a problem, or a noisy parallel port exists. Try using a different PC. You can also add a 4. 7K pullup on the PROG pin of the FPGA and see if it helps. （通常, 这是由于中断的JTAG链或噪声链. 最常见的原因是, 连线不正确, 板子上的迹线不正确, 链路中的其它器件导致问题, 或者存在噪声并口. 试一下使用不同的PC. 也可以在FPGA的PROG引脚上增加一个4. 7K的上拉电阻, 看看是否有帮助. ）

33． 在VHDL中, 定义为SIGNAL的量起到什么作用？什么时候需要定义这个量？下

面的程序

ARCHITECTURE EXER2_ARCH OF EXERCISE2 IS SIGNAL TEM: STD_LOGIC; BEGIN

TEM<=PIN50 AND PIN51; PIN8 <=TEM;

END EXER2_ARCH;

和如下的程序有何区别？

ARCHITECTURE EXER2_ARCH OF EXERCISE2 IS BEGIN

PIN8<=PIN50 AND PIN51; END EXER2_ARCH; 答：If PIN8 is declared in your port list, the 2 examples are identical. From a hardware design's perspective, you can think of a vhdl \as an electrical signal. So basically you can declare every object as \ >From a simulation's perspective, there is a fundamental difference between \and \in vhdl. A variable is nothing more than an object that holds a value. A variable assignment occurs instantly in a vhdl simulation. Also, a variable can only exist within a process, so it cannot transfer values across processes. A signal, on the other hand, has a history of values. Whenever a signal assignment occurs, the vhdl simulator schedules an event to update the signal value after a certain period of simulation time - the signal does not get this new value instantly in the simulation time domain. Also, a signal can exists outside processes. Sounds complicated, but for most of the time you can simply use vhdl \ （参考译文：如果在端口表中声明了PIN8, 这两个示例是一样的. 从硬件设计的角度看, 可以将vhdl \视为电子信号. 因此, 基本上可以将每个对象声明为“signal”. 从仿真角度看, vhdl中的\与 \是根本不同的. 变量只不过是拥有值的对象. 变量分配即时出现在vhdl仿真中. 而且, 变量只能存在于一个过程内, 因此它不能通过过程来传递值. 另一方面, 信号有多个值. 不论何时分配信号, vhdl仿真都会在某个仿真时段安排一个事件来更新信号的值. 在仿真时域里, 信号不会立即获得这个新的值. 而且信号可以存在于过程之外. 听起来好象有点复杂, 但大多数时候, 在硬件设计中可以只使用vhdl \信号\）

34． 如果输入时钟必须经过一段组合逻辑(比如需要进行时钟选择, 可选外部或内部时

钟), 那么在DFF使能端加控制是无法解决的, 有什么更好的方法?

答：A simple answer is to use the BUFGMUX resource in Xilinx VirtexII devices. The BUFGMUX is actually a global clock buffer in VirtexII which incoporates a smart mux to switch between 2 clock sources. More importantly, the BUFGMUX guarantees glitch-free switching between these 2 clocks, even though the select signal changes asynchronously. （参考译文：简单的方法是使用Xilinx VirtexII器件上的BUFGMUX资源. BUFGMUX实际上是VirtexII中的全局时钟缓冲, VirtexII将智能mux与2个时钟源之间的切换相结合. 更为重要的是, 即使选择信号更改不同步, BUFGMUX也能保证这两个时钟之间的无干扰切换. ） 35． 用Altera器件设计一个电路, 外挂一同步存储器件. 逻辑设计和存储器件的时钟是

相同的, 但由于时钟信号带负载能力较差, 只能接一个负载, 所以将时钟信号接在可编程器件上, 而用内部赋值语句将时钟信号赋值给某一引脚, 此引脚信号再接到存储器件的时钟引脚, 但这样存在一个问题：存储器件的读写信号相对于Altera器件上的时钟信号有延迟, 存储器件的时钟信号相对于Altera器件上的时钟信号也有延迟, 这样存储器件的时钟信号与读写信号之间的时间差难以控制, 极有可能不满足存储器件的Setup/hold时间, 有什么好的方法解决此问题？

答：可以利用ALTERA器件中的PLL来精确控制延时. ALTERA中的PLL是一个真正的模拟锁相环, 它可以提供精确的时钟频率合成与相位延时的细微调整. 可以将时钟信号按照你的要求进行延迟调整.

假如采用的器件没有PLL的话, 那么可能需要在逻辑内部来做一些延时逻辑, 不过这样会导致异步逻辑设计, 我们一般情况下不推荐这样用. 还有一种办法就是在PCB板上来调整时延. 关于PLL的详细资料可以参考ALTERA的相关文档.

36． 利用ACEX1K系列片内EAB单元创建RAM时, 每创建一个容量较小的RAM时

就要占用一个EAB单元, 能否将多个RAM整合由一个EAB实现, 以节约片内的EAB单元?

答：在ACEX1K系列的器件中, 一个EAB单元目前只能做一个应用, 我们现在的软件还不支持将多个小的RAM集成到一个EAB当中.

37． Synthesis Style设为FAST后, 发现速度有所提升, 同时使用的资源也减少了, 资源

和速度似乎兼得了, 那么是否所有的模块都可以设定为FAST呢？

答：将SYNTHESIS STYLE设置为FAST主要是为了提高系统性能. 但是有一点要记住的是, 软件的设置不是在任何情况下对所有的设计都表现出相同的结果. 针对这个设计模块, 将SYNTHESIS STYLE设置为FAST可能对资源和速度都有了优化, 但这并不说明对所有的模块都有相同的效果, 但是可以试一试. 设计优化是一个原则与经验, 技巧相结合的过程, 我们只掌握一定的原则与方法, 根据我们自己的经验, 运用一定的技巧, 才能将一个设计做到最优化.

38． I am now going to design a gray coded 16 bits counter , any efficient way to implement

it in VHDL description? （要设计一个灰色编码16位的计数器, 怎么以VHDL描述来实现它？）

答：You can just use megawizard(lpm_counter) in the software to generate the counter for you, select the output language with VHDL. That should be the efficient way to implement a counter, and you don't to make additional optimize.

Because the lpm function code is the best way to fit the structure of device, which is

designed by altera factory specialist who is very familiar with our device structure. （参考译文：可以使用软件里的megawizard(lpm_counter)来生成计数器, 选择带有VHDL的输出语言. 这应该是实现计数器的有效方法, 而且不用进行额外的优化.

因为lpm功能代码最适合此设计结构, 这种结构是非常熟悉我们的设计结构的altera专家设计的. ）

39． 一般情况下用Synplify Pro综合后生成的edf文件经MP2编译后与用MP2综合及

编译相比较, 占用资源较少, 但在使用层次化设计中, 使用Synplify Pro综合顶层文件后得到的edf文件经MP2编译后与用MP2综合及编译该顶层文件相比较却大大的占用资源, 请问, 在使用Synplify Pro综合层次化设计中如何才能节省资源？ 答：在使用软件做优化时存在这样一个平衡关系: 资源利用率与速度的平衡. 资源利用率提高了, 也就是节省了资源, 但整个设计的性能可能会降低了.

同样尽力去优化系统性能, 提高速度, 那资源的利用也可能会增加. 当在使用层次化设计中, 如何来优化整体设计, 最关键的就是层次与模块的划分.

在划分层次和模块是有几点建议:

1)以功能来划分;功能模块与层次的设计可以帮助你清楚的定义边界, 在模块框图中, Data paths、tri-state signals、state machines、register blocks、large macrofunctions、memory elements、control blocks和一些重复使用的模块都具有其本身的自然边界.

2)划分模块时要尽量减少模块间的IO连接, 过多的IO接口会使系统变得复杂, 软件需要交叉布线, 降低性能和提高资源利用.

3)在可能的情况下, 尽可能多的给模块的输出加Resister. 尽可能地优化模块的划分与接口, 是提高层次化设计性能的关键. 更详细的方法与建议, 可以参照我们的应用文档AN101.

40． 以前的问题提到, 用EPM7064LC68进行编译, 会出现编译错误. 如果编译时, 让

系统自动选择器件, 则选中的器件是EPM7064SLC84, 编译通过. 我查遍手头的资料, 并没有发现后者有三个输出使能, 这是怎么回事？望解答.

答：事实上在MAX7000S上有6个输出使能控制信号, 你可以在MAX7000的数据手册(M7000. PDF)第二页看到有这样的说明.

Enhanced features available in MAX 7000E and MAX 7000S devices – Six pin- or logic-driven output enable signals

41． 在FPGA中是以何种形式实现VHDL的变量类型的？

答：There is no definite answer to this. It depends on how you write your codes. A variable in vhdl may be synthesized into a physical net, or it may not exist at all in the resulting circuit. 文：没有明确的答案. 它取决于所编写的代码. Vhdl中的变量可能同步到物理网络中, 或者根本不可能存在于结果电路中. ）

42． 在布线后生成的时序报告文件中, 可以看到延时的一些报告, 对于某条时序报告,

如何定位其对应的语句呢？特别是当完全使用语言方式输入时, 生成的网表中大量的为N**形式, 无法看懂其含义.

答：Most synthesizers do preserve signal names to a certain extend, usually a string is concatenated to the end of the original name. So you can still correlate the names in many cases. For those strange net names like N***, they are signals generated by the synthesizer and may

not have a counterpart in the original source code. （参考译文：大多数合成器是会以某种扩展名来保存信号名称, 这些扩展名通常是连接到最初的名称末尾的字符串. 使这些名称在很多情况下仍然相关. 至于那些像N***一样奇怪的网表名称, 是由合成器生成的信号, 而且可能不会在最初的源代码中有副本. ）

43． 布线后时序仿真与实际电路板上测试一般都不一样, 特别对于高速信号, 几个ns

的差别是很大的, 到底应该以哪一个为标准进行设计呢？

答：The timing information you get from the post-layout simulation is based on worst case parameter. So you usually have better results on silicon than in simulation. For robust designs, always consider the worst case. （参考译文：从时序仿真中获得的时序信息是基于最坏情况参数的. 因此, 通常在硅片上实际操作的结果要比仿真中的好. 对于可靠的设计而言, 始终都要考虑最坏的情况. ）

44． ISE4. 2和ISE4. 1相比有何改进?

答：Here's a brief list of new features in ISE4. 2i （以下是ISE4. 2i新特性的要点）

- Device support for VirtexII Pro and CoolRunnerII （设备支持VirtexII Pro和CoolRunnerII） - Provides 2 new source types, BMM files and ELF files, for embedded VirtexII Pro PowerPC and Microblaze processor support. BMM file is the Block RAM Memory Map file that describes the organization of Block RAM memory. ELF file is the Executable and Linkable Format file contains the executable CPU code image to be stored in Block RAM as specified in the BMM file. （提供2个新的源类型：BMM文件和ELF文件, 以支持嵌入式VirtexII Pro PowerPC和Microblaze处理器. BMM文件是“块RAM内存图”文件, 它描述了块RAM内存的结构. ELF文件是“可执行和可链接格式”文件, 它包含存储在BMM文件中指定的块RAM的可执行CPU代码图. ）

- Improved PAD file for easier to import into a spreadsheet program for viewing, sorting and printing. （改进PAD文件, 以便导入到电子表格程序中, 供查看、存储和打印）

- iMPACT now incorporates the functionality of the PROM File Formatter and Xilinx System ACE software. （iMPACT与PROM文件格式程序和Xilinx系统ACE软件的功能相结合） - XST enhancement for better language support and preservation of internal signal names.

（XST增强了语言支持, 并能保存内部信号名称. ）

For more information regarding Xilinx ISE4. 2i, please visit our website www. xilinx. com （更多有关Xilinx ISE4. 2i的信息, 请访问网站www. xilinx. com）.

45． 经常看到gate这个词. 能够具体解释一下它的含义, 例举其用法以及如何避免问

题？

答：Here're a couple of examples :（举例说明）

- Never use gated clock. By gated clock we mean the clock signal comes out from combinational logic. It is well known that any signal coming out of combinational logic is prone to glitch. The result is fatal if there is a glitch on your clock signal since it will cause false triggering of FFs. A common technique to avoid gated clock is to utilize the clock enable pin on the FF. （从不使用gated clock. 这个词表示时钟信号出自组合逻辑. 众所周知, 任何出自组合逻辑的信号都容易发生故障. 由于时钟信号上的故障将导致错误触发FF, 其结果是致命的. 避免gated clock常用的技巧是利用FF上的时钟使能引脚. ）

- Never design a circuit that relies on gate delay to function. It was a common practise in the

past to introduce a delay in the design by inserting a series of logic gates. This is not a recommended style in modern high speed digital design since the delay changes as new devices coming out from more advance process technologies. Also, the amount of delay changes as temperature and voltage as well. So it is not a good design practice to have circuits which relies in gate delay to function. （绝不设计依赖gate delay工作的电路. 通过插入一系列逻辑门在设计中引入延迟, 这是以前常见的作法. 而在现代高速数字设计中, 建议不要使用这种作法, 因为延迟会随采用更先进的工艺技术所制造的新器件而改变. 而且, 延迟的总量也会随温度和电压而改变. 因此依赖gate delay而工作的电路不是很好的设计. ）

46． 用FLEX6016设计了一个频率测试卡, 用的是ISA总线和计算机相连, 不把卡插在

ISA槽上时, 由外部提供电源时, 下载就能成功, 一但插上去, 下载就出现“SRAM load unsucessful”, 这是怎么回事呢？

答：导致“SRAM load unsucessful”可能有各方面的原因. 基于板子由外部供电是可以下载成功, 说明下载电路是正确的； 而插入ISA槽中则出现问题, 可能是ISA槽供电有问题, 可以检查一下芯片的电源信号, ISA与外部供电是否采用一致的电路, 检查ISA供电环境, 是否存在毛刺, 电源纹波的大小.

47． 想把EPM712和TMS320F240做在一块实验板上, 但是不知道怎么设计仿真口对

EPM7128编程？还是必须买厂家的EPM7128开发板？

答：可以参考AN116的下载数据手册, 按照其中的下载原理图来连接DSP与PLD的下载口. 下载电路其实非常的简单, 只需按照7128的下载波形, 从DSP中将PLD 的下载文件依此输入即可. 当然也可以从当地代理商那里获得支持, 参考一些典型下载电路.

48． 想自己设计一块TMS320F240试验电路板, 包括A/D、D/A、键盘显示接口, 其中

译码、键盘显示部分想用EPM7128来做, 不知道具体怎么与TMS320F240接口？ 答：所谓PLD为可编程器件, 其IO口的连接非常地灵活, IO 口的功能可以按照自己的定义来设定. 只需将希望的TMS320F240连接口连接到PLD的任意IO口上, 然后在PLD中编写相应的控制逻辑, 即可进行数据传输与控制. 49． 变频器盘中使用一芯片是ALTERA EP330PC-12烧坏, 请问如何处理？

答：这是一款旧型号的芯片. 可以利用ALTERA或第三方提供的编成器将下载文件重新下载到一个好的器件中去, 或者采用MAXPLUSII软件通过BYTEBLAST（MV）连接到板子上将编成文件读出再下载到新的器件中去.

50． SRFF = SR flipflop SRFF和SR latch有何区别？

答：FUNCTION SRFF (S, R, CLK, CLRN, PRN) RETURNS (Q); //VHDL Component Declaration: COMPONENT SRFF

PORT (s : IN STD_LOGIC; r : IN STD_LOGIC; clk : IN STD_LOGIC; clrn: IN STD_LOGIC; prn : IN STD_LOGIC;

q : OUT STD_LOGIC); END COMPONENT;

FUNCTION LATCH (D, ENA) RETURNS (Q);

//VHDL Component Declaration: COMPONENT LATCH PORT (d : IN STD_LOGIC; ena: IN STD_LOGIC; q : OUT STD_LOGIC); END COMPONENT;

不同点在于SRFF是一个触发器, 而LATCH只是一个锁存器, 更详细的真值表可以从软件的HELP文档中可以查到. 51． 想在内部上拉输入信号, 所使用的设备是FLEX6016. 怎么做？

答：可以在MAXPLUSII中选定该信号, 然后选择assign-> logic option->Individual logic options -> Enable pull-up resistor. 然后重新编译一下就可以了.

52． 有关输入信号的上拉问题（前题）, 按照专家的回答做过, 但是失败了, 不知道是

什么原因导致了此法不可行？还有没有别的办法？

答：Altera的FLEX6000系列在I/O管脚上是没有上下拉电阻的, 所以加了约束也没有作用. 53． 使用AHDL语言编写的程序. 在Quartus II 1. 0下编译, 使用的是20K400EBC652-3

的片子. 将编译产生的pof文件下载到EPROM里, 但是在程序没有多大修改的情况下(仅仅改变一些测试管脚), 程序运行结果不一样. 具体表现在DSP芯片启动FPGA里的一根控制线不稳. 答：逻辑功能仿真结果如何？在修改前后有没有改变？假如说功能仿真是对的, 请确认设计Timing是否满足要求, 尤其是IO的Timing 要求是否达到. 在可能的情况下进行后仿真, 其仿真结果能够确保你的逻辑在PCB板上正常地工作. 假如仿真结果与Timing要求都没有问题, 其逻辑一定能在板子上正常地工作.

54． 当一个输入信号不满足触发器的Setup/Hold时间时, 触发器的输出信号是不是一

稳定状态（或为0, 或为1, 当下一次的输入信号满足Setup/Hold时间时, 触发器能正确地输出）？由于此时触发器处于亚稳态, 以前看过一些资料, 某些器件的输出可能是振荡状态, 即此时、将来的输出信号不可预测, 与时钟信号、输入信号无关. 我想问的是Altera器件对此情况是如何处理？因为某些情况下, 当输入信号超过1个Clk时间, 只是在第一个Clk周期内, 不满足Setup/Hold, 但是其他的Clk周期内, 满足Setup/Hold. 答：关于这个问题, 建议参考一下ALTERA的文档AN42. 该文档详细地讨论了ALTERA器件的亚稳态性. 网上的地址是http://www. altera. com/literature/an/an042. pdf.

55． 在中国市场上, 可以容易买到使用Altera公司的软件MAX+PlussII进行VHDL和

FPGA设计的教程书籍, 但是却鲜有使用Xilinx foundation软件平台的书籍, Xilinx是否考虑增强这方面内容？

答：Thank you for your input. In fact there are a number of books available in the market on Xilinx FPGA and development tools. A good example is the title \数字系统集成技术

\by Professor 朱明程, published by Southeast University Press. We will work closely with local publishers to bring out more titles on Xilinx products. （市场上还是有几本Xilinx FPGA和开发工具的书. 比较好的有朱明程教授编的《XILINX 数字系统集成技术》, 东南大学出版社出版. Xilinx公司也将会与本地出版商密切合作, 推出更多针对Xilinx产品的书籍. ）

56． 在ISE4. 1环境下编写一个包结构, 里面有几个函数, 编译通过, 而MODELSIM 仿

真出错, 提示：没有找到此PACKAGE, 为什么？

答：After you have created the package, you need to add it to your project. In the source window, right click and select \ pick the source file for your vhdl package, and then select \ The package will then be added to your ISE project. （参考译文：创建了这个包之后, 需要将它添加到项目中. 在源代码窗口, 右键单击并选择“Add source”, 为vhdl包选择源文件, 然后选“Vhdl package”. 这个包就添加到ISE项目中了. ）

57． 布板时, 时钟信号没有接全局时钟, 如何处理时钟使之可以更好（不需飞线）？ 答：You can bring the signal back to the global clock network by inserting a BUFG. （参考译文：可以通过插入一个BUFG将一个信号返回全局时钟网络. ）

58． 准备使用XCV50 FPGA, 前面有16个模块, 本来每个模块都须要一个27M的时钟,

为了达到同步, 初步设想外部接一个27M时钟, 最后由FPGA产生16个27M的时钟输出, 这样做驱动会不会有问题？

答：A possible way is to feed your 27MHz input clock to a DLL. The output of the DLL drives multiple OBUF. In this way you can create multiple copies of your input clock to drive other components on your board. You don't actually need 16 OBUFs since each OBUF can drive several loads. Note that although the DLL output can drive multiple OBUF, only the one which provides feedback to the DLL can be completely deskewed. You can also add a MAXSKEW constraint on the output net of the DLL to minimize skew among the OBUFs. This may not be a big issue since 27MHz is relatively slow. （参考译文：可能的方法是将27MHz输入时钟传递给DLL. DLL输出驱动多重OBUF. 用这种方法可以创建输入时钟的多个副本以驱动板子上的其它组件. 实际上, 不需要16个OBUF, 因为每个OBUF都可以驱动几个负载. 请注意, 虽然DLL输出能驱动多个OBUF, 但只有那个向DLL提供反馈的OBUF可以完全对称（deskewed）的. 也可以在DLL的输出量上添加MAXSKEW限制, 以最小化OBUF间的偏斜. 因为27MHz相对比较慢, 所以问题不大. ）

For more information regarding the use of DLL, please refer to the application note XAPP132 which can downloaded from the xilinx websitewww. xilinx. com（关于DLL的使用, 请参考XAPP132的应用手册. ）

59． IP CAPTION 就是核发生器, 它运行在核发生器目录下吗？

答：I think you mean \ The IP Capture tool provides designers with an automated method to identify, capture, and document a core. The core can exist in the form of synthesizable VHDL or Verilog code, or a fixed function netlist. Once the new module has been captured, it can be installed into and distributed from a user's local copy of the Xilinx CORE Generator system. （参考译文：所指的应该是\吧. IP Capture工具为设计者提供了自动识别、捕获和归档核的方法. 核可以综合VHDL或Verilog码, 或固定功能连接表的形式存在. 一旦捕获了新模块, 就能够将核装入, 并从用户的本机Xilinx CORE

Generator副本中分配此核. ）

Details of the IP Capture tools can be found from Xilinx website . http://www. xilinx. com/page_moved/ipcenter_e. htm?url=/ipcenter/designreuse/ipic. htm（有关IP Capture工具的详细资料, 请访问相关网站. ）

60． 制作了一块试验板, CPLD使用EPF10K20TI144-4. 用max+plus II 10. 1编程, 完成

后, 下载至片子内, 经过几次下载尝试（一直提示configuration failure: SRAM load unsucessful）, 直至提示“configuration complete”——这应该是表示下载成功吧, 可是片子却无法实现任何功能（连最基本的一个或门都无法实现）——不起任何作用, 我使用TQFP-144的适配座放置EPF10K20TI144. 现在有几个问题： ① 编译前选择的是EPF10K20TC144-3芯片（max+plus II的器件库中没有

EPF10K20TI144-4）, 有没有关系？也用EPF10K10TC144-4试过, 也是可以下载但无法实现功能.

② 为什么要下载很多次才能成功, 下载线是自己制作的？ ③ 将MSEL0、MSEL1、nCE、专用输入脚、专用时钟脚接地, 其它非I/O引脚悬

空, 是否还有些引脚需要接地或VCC？

④ 如果因为TQFP-144适配座一些触点与CPLD引脚接触不好导致一些VCCIO,

VCCINT、GNDINT、GNDIO或其它一些非I/O引脚悬空, 会出现什么结果？

⑤ 如何才能使CPLD实现功能？ 答：根据描述, 很有可能是加载电路有问题, 请参照Altera的AN116文件的加载电路图仔细核对, 特别注意和CPU相连的加载控制管脚： ① 编译芯片选择与速度等级无关； ② 请检测conf_done信号是否拉高； ③ 在常用的PS和JTAG加载模式时除了MSEL0, MSEL1, nCE, 没用的专用输入脚, 专

用时钟脚应该接地 , data0, nconfig, dclk, nstatus, conf_done都应该上拉, 这些管脚不上拉很可能是导致你加载不成功的原因；

④ 如果因为TQFP-144适配座一些触点与CPLD引脚接触不好导致一些VCCIO,

VCCINT, GNDINT, GNDIO或其它一些非I/O引脚悬空, 会出现会出现加载链路不通或加载不成功的现象；

⑤ 加载成功后CPLD就能实现功能.

61． 目前采用SRAM技术的LUT-based的FPGA仍然占绝对主流地位, 但是这种FPGA

有其天生的缺陷, 请问下一代FPGA的构架发展趋势怎样？Altera在这方面有没有什么新的尝试？

答：下一代FPGA主要朝着SOPC的方向发展：

Altera的下一代产品Stratix, 基本单元LE仍然基于LUT结构, 但有些大的改变, ① 去掉了传统的级联链（Cascade Chain）；

② 进位链（Carry Chain）由以前的单一1条变为LAB Carry-in、Carry-in1、Carry-in0三条； ③ LE的扇出也由2个变为了4个； ④ 触发器的控制信号也更多. 其它方面：

① RAM：一改以前单一2K BITs 或4K BITs的 Memory为小RAM：512BITs; 中RAM：

4KBITs；大RAM：512 KBITs； ② 第一次在FPGA中嵌入DSP；

③ 时钟链路也由全局时钟变为全局时钟和区域全局时钟；

④ . . . . . .

所有的这些变化都是通过大量的用户反馈信息作出的慎重改进, 使的Stratix器件更加适合用户的设计需求

62． 能否提供7128的下载波形、DSP与PLD的典型下载电路？

答：7128的下载波形与PLD的典型下载电路在Altera应用文档AN95里有详细的说明.

63． \ You never need to reply on gate delay if your

design is fully synchronous. \如果设计是完全同步的, 意思是就可以不用依靠门延时. 但在设计时, 在对和数据一同进来的控制信号进行处理后所产生的输出控制信号会滞后数据数个时钟周期, 这时就不得不对数据进行门延时, 已达到同步. 现在看来, 这是不合适的. 但是, 要用什么办法来处理这个问题而不应用门延时呢？

答：In a \ you only have 3 kinds of paths（在完全同步设计中, 只有三种途径：）

① From I/O to synchronous element. （从I/O到同步元素） ② From synchronous element to synchronous element. （从同步元素到同步元素）. ③ From synchronous element to I/O. （从同步元素到I/O）

A fully synchronous design will work as long as the delays of all these paths do not exceed the clock period. So you never need to introduce any delay. If you derive any control signal from the input signals, that control signal only goes to the 'D' or 'EN' pin of a FF, but not the 'CLK' pin. So there is no need to introduce any delay to your data. Simply speaking, you only need to design the \path but not the \path in a fully synchrous design.

On the other hand, you can remove clock delay with the DLL in Xilinx SpartanII/Virtex devices or the DCM in VirtexII devices. （完全同步设计将工作到所有这些路径的延迟不超过时钟期间. 因此从不需要传入任何延迟. 如果从输入信号中得到任何控制信号, 则该控制信号只能传递至FF的D或EN引脚, 而不是CLK引脚. 因此, 不需要将任何延迟传入数据. 简单讲, 在完全同步设计中, 只需设计“数据”路径, 而不是“时钟”路径. ） 64． ISE4. 2I可对某些特殊管脚设置内部上拉, 那么外部是不是就可以不必再加上拉电

阻了？另外, 配置过程中, 所有的用户I/O是否均为三态？ VIRTEX2的HSWAP_EN应接何电平？为什么？

答：Whether you need to add external pullup resistors depends on your board design. Usually external pullup resistors are required under the following conditions（（参考译文：是否需要添加外部上拉电阻取决于电路板设计. 通常在以下条件下需要外部上拉电阻：）

- You need precise pullup values. The pullup built into the IOB is not specified to a precise resistive value since it values from batch to batch. （需要精确的上拉值. 因为it values from batch to batch, 所以然内置入IOB的上拉未指定精确电阻值. ）

- You need strong pull-up strength. The IOB pullup is relatively weak - in the order of several tens of KOhms. （需要强大的上拉动力. IOB上拉相对较弱, 只有数十千欧）

If you only want to prevent the board signal from floating, external pullup is usually not required.

You need to refer to the datasheet of the corresponding FPGA series to determine the state of the

I/O during configuration. As an example, I/O pins of Virtex-E and Spartan-IIE behave as tri-state beore configuration. The HSWAP_EN pin on Xilinx Virtex-II is for enabling/disabling pullups on the user I/O pins during configuration. By default, HSWAP_EN is tied high (internal pullup resistor) which turn off pullup resistors on user I/O during configuration. （如果只想阻止板信号浮动, 通常不需要外部上拉. 需要参考相应的FPGA系列的参数表, 以确定配置过程中I/O的状态. 例如, Virtex-E和Spartan-IIE的I/O引脚在配置以前是三态的. 配置过程中, Xilinx Virtex-II 上的HSWAP_EN引脚用于启用/禁用用户I/O引脚上的上拉. 缺省情况下, HSWAP_EN系有较高内部上拉电阻, 用于在配置期间关闭用户I/O上的上拉电阻）.

65． 自顶向下的设计过程是什么样的一种过程？我的理解是在设计开始时, 利用vhdl

或verilog中的延迟描述语言在功能和波形上进行仿真描述, 而后进行rtl设计. . . . 是否是这样的一个过程？

答：By top down design we usually mean you partition the top level design into a number of modules first, without going into details of each of those modules. Then you start to design each module, which may involves defining more underlying submodules. The process stops when you have designed all the underlying submodules. The basic idea is to build a hierarchy which starts with less details on the top and more details as you go down the hierarchy. （参考译文：我们所谓的自顶向下设计通常是指：先将顶级设计划分为多个模块, 而不涉及这些模块的细节. 然后开始设计每个模块, 可能包括定义更多底层子模块. 当设计完成所有底层子模块后, 这个过程即完成. 基本思路是建立一个层次结构, 从顶部粗略划分开始, 越向下层越详细. ）

66． HSWAP_EN推荐接高还是低, 为什么？

答：There is no definite answer to this - it depends on whether you want the user I/Os to have pull up resistors during configurations. Therefore it is design dependent. （参考译文：没有定论. 高还是低取决于配置过程中是否要使用者I/O具有上拉电阻. 因此因设计而定. ）

67． 用ISE做过很多的设计, 但是ISE中的help对设计说的比较详细, 但是对Navigator

的功能的说明不是很好. ISE中有一个Library_view. 当你把work库中的设计move到VHDL或VERILOG中, 这时就会在library_view的窗口中看到. 但是什么用也没有呀. VHDL里用library ****; use *** 不行. veriloghdl里用`include也不行. 还不如直接在work中的一个package. 什么时候用到library_view中的功能？

答：The proper method to create and use library within ISE is （正确的方法是创建并使用ISE中的库, 过程如下：）

① Click Project->New Source and select VHDL library. （单击Project->New Source

然后选择 VHDL 库）

② Enter a name for the new library and click Next, then Finish. The new library is

now visiable in the Library View tab. （为新的库输入名称, 然后单击Next-> Finish. 新的库即出现在Library View标签上. ）

③ In the library view tab, right click on the new library and then click Add Sources.

（在库查看标签中, 右键单击新库, 然后单击Add Sources）

④ Choose the sources you want to add to the library. （选择要添加到库的源） ⑤ You can then use this library in your source codes. For example （然后可以在源

代码中使用这个库. 例如：）

library MyLib;

use MyLib. MyPkg. all; . . . . .

Please refer to p. 5-14 to 5-17 of the ISE User Guide which is included in the ISE Documentation CD for more details. （详情请参阅ISE文档说明光盘中的ISE User Guide 5-14至5-17）

68． 利用器件的IBIS模型能否对器件的功能进行仿真？

答：IBIS models provide information about I/O driver and receiver characteristics without disclosing proprietary knowledge of the IC design (as unencrypted SPICE models do). You need to have an IBIS simulator in order to use the IBIS model. It is not for logic simulation like vhdl or verilog models do. （参考译文：IBIS模型提供有关I/O驱动器和接收器特征的信息, 而不会透露IC设计的所有权信息, 这和未加密的SPICE模型一样. 为了使用IBIS模型, 需要有一个IBIS模拟器. 像vhdl或verilog模型一样, 它不是适用于逻辑仿真. ）

69． 用modelsim后仿真时需要用到XILINX的库, 下载了XILINX网址提供的TCL文

件, 按照要求在AUTOEXEC. BAT中设置了SET MODELSIM=****, 重启了机器, 在MODELSIM下运行了TCL文件, 选项为VERILOG, simprim, 可是MODELSIM 还是报找不到库, 为什么？所用ISE版本为ISE4. 1I.

答：The tcl script is for compiling the Xilinx libraries with Modelsim. After you've compile the libraries, you need to vmap them when you simulate your design. For example, if the physical path to your compiled simprim library is d:/xilinx_sim_model/simprim, you need to map simprim to the full path by typing \simprim d:/xilinx_sim_model/simprim\at the Modelsim command prompt. Then you can simulate your design by the following command \（参考译文件：tcl脚本是为使用Modelsim编译Xilinx库的. 在编译完库之后, 仿真设计时需要vmap这些库. 例如, 如果指向已编译的simprim库的物理路径是d:/xilinx_sim_model/simprim, 则需要通过在Modelsim命令提示处输入\simprim d:/xilinx_sim_model/simprim\来将simprim映射到完整路径. 然后可以使用命令\-L simprim \仿真设计. ）

70． PIN HSWAP＿EN的作用是使能或关闭配置时I/O管脚上的上拉电阻, 这两种情

况具体有什么不同呢？PCB设计时HSWAP＿EN具体如何处理？

答：The Virtex-II HSWAP-EN pin has an internal pull-up by default to turn off the pull-up resistors at the I/O pins during configuration. You need to tie it low externally if you need to activate the pull-up at I/O pins during configuration. （参考译文：缺省情况下, Virtex-II HSWAP-EN管脚有一个内部上拉电阻, 以在配置期间关闭I/O管脚上的上拉电阻. 如果在配置过程中需要激活I/O管脚的上拉电阻, 需要将这个上拉电阻在表面上约束到较低. ）

71． PWRDWN＿B是power down pin, 可不可以不连接或上拉？

答：The PWRDWN_B pin was provided to set a Virtex-II device into a power-down mode: a low-power, inactive state. However, this feature is no longer supported in Virtex-II. To set it as inactive, the PWRDWN_B should be left at its default value, which is pulled up. (The PWRDWN_B does not require an external pull-up or pull-down. ). Please refer to Xilinx website for more details. （参考译文：PWRDWN_B管脚用于将Virtex-II器件设定为功率下降模式：低功率和不活动状态. 然而Virtex-II中已不再支持这种功能. 要在非活动状态下设

定它, PWRDWN_B应该保留缺省值, 即已上拉. PWRDWN_B不要求外部上拉或下拉. 详情讲参阅Xilinx网站）.

72． spartanII不能下载, 显示done不能拉高, done上上拉电阻已接, 是何原因？ 答： Here are my suggestions（有几点建议：）

-Check if the mode pin is selected correctly. （检查是否正确选择了方式管脚）.

- Check if you have selected the correct startup clock. If you are using serial mode, you need to use Cclk. If you are using jtag, you have to use Jtagclk. This can be done by right clicking on Generate Programming Files -> Properties, then go to the Startup option tab, and set the startup clock properly. （检查是否已经选择了正确的启动时钟. 如果正在使用串联方式, 则需要使用Cclk. 如果使用jtag, 则必须使用Jtagclk. 具体做法是右键单击Generate Programming Files -> Properties, 然后转至“启动”选项卡, 并正确设定启动时钟. ）

- If you are downloading from cable, the parallel port of you PC may be noisy. Change to another PC. （如果正从电缆下载, 则PC的并口可能会有吵杂声. 更换到另一台PC. ） - There may be noise or ringing on the Cclk signal. Try to insert a series termination of around 100 ohm, or a small capacitor to gnd, and see if it helps （Cclk信号上可能会有噪音或响铃. 试着在gnd引脚上插入一个约100欧的串联端接或者小电容, 看看是否有用. ）

73． 98年使用某器件设计了一个电路, 用了四年, 共发出几千个芯片, 一直未出现问题.

后来由于器件更新换代, 将该设计原封不动移植到同型号器件改进型上, 发现工作不稳定, 将近5％的芯片不能用. 厂家设计工程师告诉我们, 设计没有任何问题, 信号模拟全部通过. 原因是新型器件速度提高, 造成毛刺增加引起的. 这种说法有无理论根据？Altera公司器件是否也会有类似问题？（注：我们正在考虑将该设计移植到Altera相应器件上, 但担心问题仍在）. 答：这个问题与前面讨论的同步设计问题有延续性, 我们一直都推荐客户采用同步设计的办法, 而不是异步设计, 不要采用一些门阵列来确定延时, 而应当采用同步时钟来触发逻辑运行. 因为在异步设计中, 用门阵列得到的延时是与器件的性能有很大的相关性, 当采用的器件更新后, 速度提高后, 每个门阵列的延时参数都发生改变了, 所以整个设计的结果就会有可能与原来的不一样, 这对于任何PLD厂商来说都是一样的. 所以需要确定设计是否同步设计, 假如是同步设计那对器件的升级不会造成任何问题, 假如说不是同步设计, 更新器件时则要对不同的设计作出可能需要的相应修改. 74． TMS320F240需要哪些信号线与EPM7128连接, 实现4×4键盘、8位数码管显示？

设计PCB板时应该注意什么问题？EPM7128是5V供电吗？能否提供相应的典型电路？ 答：Altera器件的任何用户管脚都可以用于和TMS320F240相连；实现4×4键盘、8位数码管显示时要注意我们的管脚的典型驱动电流是20MA, 如果超出, 需要加驱动电路；PCB没有什么特别需要注意的地方；不同的型号有不同的供电电压. 75． AN95中TCK通过1K电阻接地, 而且TDO直接与目标芯片连接了. 但是Altera5V

下载电缆不是这样连接的, TCK、TDO、TMS、TDI都是通过上拉电阻接VCC. 通过ByteBlaster下载电缆应该怎么连接？

答：正确连接TMS、TDI通过上拉电阻接VCC；TCK通过电阻接地；TDO直接与目标芯片连接.

76． 基于maxplus2的仿真是不是就是所谓的后仿真？答：基于Max+PlusII的仿真有两

种：（1）功能仿真；（2）时序仿真（后仿真）.

77． 如何使用modelsim对maxplus2适配后的下载文件进行后仿真？ 答：在Max+PlusII中可以产生用于在modelsim仿真的文件.

78． VIRTEX2的DCI特性的使用问题： IO电平标准为LVTTL, 当该BANK的IO为

输出时, 可通过VRN、VRP接匹配参考电阻来匹配该BANK的输出信号, 而当IO为输入时呢, 是否应在与之相接的驱动端加匹配电阻？如果不加, VIRTEX2能自行调整阻抗匹配吗？

答：For LVTTL input, you should use the LVDCI input standard. LVDCI inputs do not require reference resistors on VRN and VRP pins. In fact there are no termination on these inputs. Therefore, termination at the driving end is recommended. Visit the Xilinx website for more details . （参考译文：对于LVTTL输入, 应该使用LVDCI输入标准. LVDCI输入不需要在VRN和VRP引脚上接参考电阻. 事实上这些输入上也没有端接. 因此建议使用驱动端上的端接. 详情请访问Xilinx网站）. 79． “Enable Pull-up Resistor\好像只对MAX7000B有效, 它对Flex6k, Flex10k,

Acex1k也有效吗？ 答：“Enable Pull-up Resistor\只对MAX7000和3000有效, 对Flex6k, Flex10k, Acex1k无效.

80． 有关ACEX1K的PCB注意事项有哪些？

答：关于PCB的注意事项可以参考Altera的应用文档AN75中关于电源模块部分, 该文档中有详细的描述.

81． 批量生产时, 是否要一个一个对ACEX1K的PCB的配置器件如EPC1进行下载？ 答：在批量生产时, 可以利用ALTERA或第三方提供的下载器进行下载, 不需要对每一块板子单独地下载, 只需将下载好的EPC直接插入板上即可.

82． 如何将FPGA设计转为ASIC设计？ 答：可以将FPGA设计转为ASIC设计, 世面上有很多这样的ASIC设计厂商. 但是转为ASIC需要很大的量很一大笔开模费用, 而现在的FPGA器件已经非常便宜了.

83． 在用MAX+plusII设计一个产品时发现仿真结果不正确, 一个三分频的电路却变成

4分频. 最后发现删除所有的cnf文件就行了. cnf文件有什么用?能否自行删除?

答：The MAX+PLUS II software creates . cnf files to reduce compile times. With the . cnf files, the compiler does not have to re-extract the design files every time the software recompiles a design.

The MAX+PLUS II Database Builder can determine if a given entity, with a given set of parameters and port usage, has already been extracted. If so, it saves time by just reading the . cnf file information from the disk.

If the . cnf files are deleted after each compile, the MAX+PLUS II software will call the extractors for every source file, which may cause an increase in the compile time.

The number of . cnf files generated depends on the design size and parameters. Once the .

cnf files are created, they are not overwritten by the MAX+PLUS II software unless there is a design/parameter change. This could affect all the . cnf files initially generated by the MAX+PLUS II software. （参考译文：MAX+PLUS II软件创建. cnf文件以缩短编译时间. 有了. cnf文件, 编译器就不必在每次软件重新编译设计时重新抽取设计文件了.

MAX+PLUS II数据库构建器可以确定某个带有一组指定参数和端口使用的给定实体是否已被抽取. 如果是, 那么只要从盘中读取. cnf文件信息就可以了, 因而节省了时间.

如果在每次编译结束后都删除. cnf文件, 则MAX+PLUS II软件将为每个源文件调用抽取程序, 这可能导致编译时间的增加.

生成的. cnf文件的数量取决于设计的大小和参数. 一旦创建了. cnf文件, MAX+PLUS II软件就不会覆盖这些文件, 除非设计或参数发生改变. 这会影响所有最初由MAX+PLUS II软件生成的. cnf文件. ）

84． EPM7128与数码管、键盘接口用不用驱动？

答：EPM7128与数码管、键盘接口可以不用驱动, 但要注意连接的个数. 具体的电流参数可以参照7000的数据手册.

85． MAX+PLUS II 9. 6中怎么不支持EP1K10器件？它里面怎么只有EP1K30, EP1K50,

EP1K100?如果我需要用EP1K10, 该如何解决？ 答：可以从ALTERA网站上下载最新的MAXPLUSII软件, MP2 10. 1就支持1K10. http://www. altera. com/products/software/pld/products/max/sof-emax_baseline. html

86． 1个EAB等于多少个LE?手册中LE的数量（如EP1K10有576个LE）有没有包

括EAB折算的LE在内？

答：每个不同的器件中的EAB完成不同的功能相当与LE的个数也不等, 可以从12个到36个不等. 1K10中的576个LE没有包括EAB折算的LE在内, 并且所有ALTERA的器件中所指的LE个数都不包含EAB的折算.

87． 设计中用了2个EAB来实现FIFO, 如果不用EAB来实现, 要多少个LE才能完成？ 答：假如说将2个EAB实现的FIFO用LE来实现可能要占用很多的LE个数来完成, 因为一个EAB中有4Kbit, 假如说全部用LE来完成那将是一个很大的浪费, 也不推荐这样做. 但是该FIFO要占用多少个LE的资源, 要看实际的FIFO设计而定, FIFO 的大小, 算法的优劣都决定了LE资源的占用.

88． 在使用Altera的器件进行设计时, AHDL是否会优于VHDL, MAX+PLUS II对

VHDL的支持是否欠佳, 怎样才能在设计时更好的使用VHDL?

答：AHDL 是ALTERA在VHDL基础上自己定义的一种设计语言, 特别适合做ALTERA的器件编成, 但是不通用于别的厂商. 假如用的是VHDL, 推荐使用ALTERA软件包中自带的第三方综合工具对VHDL设计进行编译.

89． EPM7128STC100-15供电电压是多少？是否用外扩EEPROM? 答：EPM7128STC100-15供电电压是5V的, 它不需要外扩EEPROM. 它本身就是EEPROM结构的.

90． 在实际应用中, 用到8路输入的时钟和输据（每路时钟都是不同频/相的）, 要求任

选4路采样. 这时候时钟/数据是经过4个8选1产生的, 所以不得不使用了“gated clock”, 由于FPGA内部的延时的不确定, 会造成采样错误. 是否能提供一个解决方案？

答：可以在设计中引入一个更快的时钟信号, 要比该8路信号都快, 将该时钟信号作为系统时钟, 而将其选择出的原时钟信号用来做使能信号, 这样就可以将设计改成一个同步时钟触发逻辑, 就避免了原来各个不同时钟之间的异步信号. 当然这只是一个可能的解决方案, 其实现结果要根据具体设计而定.

91． 输入管脚带有上拉电阻, 有时还需要外加上拉电阻, 他们的作用是什么?

答：The pull-up resistors built into the FPGA I/O pin are relatively weak - usually in the order of several tens of Kohm to a hundred Kohm. It will be too slow if you rely on these weak pull-up to charge up an open-drain signal to logic '1'. You can speed it up by adding a stronger external pull up resistor. （参考译文：置入FPGA I/O引脚的上拉电阻相对较弱, 通常为几十千欧至几百千欧. 如果依靠这些弱电阻来将开漏信号填充至逻辑“1”, 则速度会很慢. 通过添加外部上拉电阻可以提高速度. ）

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/qqux.html