MAX+PLUSⅡ在EDA教學應用中的常見問題分析與解決

摘 要 MAX+PLUSⅡ開發系統作為電氣、電子類專業學生EDA教學的常用軟件，有著強大的功能和友好的設計環境。在多年EDA教學經驗基礎上，詳細分析MAX+PLUSⅡ軟件使用過程中的常見問題，并提出解決這些問題的參考方法，必要時輔之以圖形說明。

關鍵詞 EDA教學；MAX+PLUSⅡ；編譯；仿真

中圖分類號：TP319；TM131.4 文獻標識碼：B 文章編號：1671-489X(2011)24-0105-02

Common Problems Analysis and Solving for MAX+PLUSⅡ Applications in EDA Education//Lin Chun， Chen Juan， Wang Jianping

Abstract As a common used EDA educational software for students majoring in electrical and electronics， MAX+PLUSⅡ， with friendly interface， is powerful in function. With years of teaching experience， the author analyzed a lot of common using problems and solving methods of MAX+PLUSⅡ software in detail. Graphics were provided to illustrate the solutions if necessary.

Key words EDA education; MAX+PLUSⅡ; compile; simulate

Author’s address School of Electrical Engineering of Nantong University， Nantong， Jiangsu， China 226019

1 引言

MAX+PLUSⅡ軟件是由美國Altera公司開發的。作為一種EDA軟件，MAX+PLUSⅡ提供了一個業界唯一真正與結構無關的、完全集成化的可編程設計環境，提供了豐富的庫單元供設計者調用，擁有強大的邏輯綜合與優化功能，易于將設計功能集成到器件中，因而其功能也十分強大[1]。MAX+PLUSⅡ的諸多優點使其非常適用于電氣、電子類專業本科生的EDA教學。面對一個復雜的設計任務，設計者可以先將其細分成多個具有單一功能的小模塊，這些小模塊的設計任務可以分給多人分別實現，然后再整合成最初所需的整體設計模塊， 這種設計特色被稱為層次化設計[2]。根據復雜程度，一個設計任務可以分為多層。功能最小的模塊被稱為底層模塊，經過編譯、仿真測試成功后可以打包入庫供高一層的模塊調用。高一層的設計模塊也可以經過相同的編譯、仿真流程測試成功后生成一個具有較多功能的新模塊，這個新模塊也同樣可以打包入庫供更高層的模塊調用。最高層的設計模塊被稱為頂層模塊，實現最終的設計功能。每一層模塊功能的實現方法都可以在文本、圖形或波形等輸入方法中任意選擇，形式靈活多變。MAX+PLUSⅡ開發系統的層次化設計功能有利于任務的細分和設計者之間的分工合作，對設計效率的提高有諸多裨益。

MAX+PLUSⅡ開發系統的設計輸入方法靈活，可采用原理圖輸入方式（Graphic）、文本輸入方式（Text）、符號輸入方式（Symbol）及波形輸入方式（Waveform），一般前兩種輸入方式比較常用。在文本輸入方式下，軟件支持各種硬件描述語言，如VHDL、Verilog HDL和AHDL等。編輯好的文件經過編譯、仿真測試成功后可以下載到指定芯片上，在對應的實驗箱上進行硬件測試。在EDA教學過程中，使用MAX+PLUSⅡ軟件經常會遇到一些問題，文獻[3]指出文件由于存盤不合適造成無法編譯以及仿真后找不到生成波形的問題，并提出各自的解決方法。本文將以一個完整的工程設計步驟為主線，提出EDA教學中MAX+PLUSⅡ軟件使用時可能遇到的各種問題，并給出解決的參考方法。

2 MAX+PLUSⅡ軟件在EDA教學中常見問題

在MAX+PLUSⅡ軟件環境中進行一個完整的工程設計步驟繁雜，但每一個工程從輸入文件到下載測試都有主線可循，大致可分為編輯、編譯、仿真、下載4個步驟。以下將分別介紹4個步驟中可能出現的問題，并給出解決問題的參考方法。

2.1 在文件編輯時的常見問題及解決方法

上文已經提到，常見的文件輸入方式是原理圖輸入和文本輸入兩種。當編輯原理圖文件時，常會遇到需要將元件的總線輸出端與“output”端連線的問題。如文獻[4]中所提及的頻率計設計原理圖中，寄存器REG4B的總線輸出端DOUT與LED0輸出符號相連時，此時應用總線輸出端DOUT的粗線覆蓋LED0端的細線而不能反過來用細線覆蓋粗線，如圖1所示，否則將不能順利通過編譯。

不論是用原理圖編輯的還是用文本編輯的源文件，存盤的路徑中不能包含中文符號，且不能直接保存在驅動盤的根目錄里，否則將會在編譯時出現錯誤提示“can’t open work”，正確的存盤路徑應該是在驅動盤的子目錄里。

源文件存盤的文件名也不能任意選取，除了需要注意不能用中文符號，不能和軟件器件庫中已有的器件名相同外，還需注意：所編輯的各個源文件模塊名稱不能沖突。如果源文件是文本文件，例如是用VHDL語言描述的，那么存盤的文件名必須和實體（ENTITY）名一致，文件的擴展名必須與語言類型相符，如描述語言是VHDL語言，則文件的擴展名就應為“.vhd”，如圖2所示。

2.2 在文件編譯時的常見問題及解決方法

源文件存盤后，使軟件接收所編輯電路實際功能的操作即為編譯。由于MAX+PLUSⅡ軟件只能對當前文件進行編譯，因此在編譯前需將當前打開的源文件設置為當前文件。但是，并非每次編譯前都必須重新進行設置當前文件的操作。當前文件的路徑一直顯示在軟件界面頂端，如果該路徑正是所要編譯的文件路徑則不需要重復操作。如文獻[3]中所指出的一樣，這個步驟是操作過程中非常重要卻又容易忘記的，漏掉這一步驟，以下的操作將會因為編譯的是其他文件而變得沒有意義。

2.3 在波形仿真時的常見問題及解決方法

仿真的實質是將軟件所接受到的電路功能信息通過波形的形式反饋給設計者，供設計者測試時使用。仿真必須建立在編譯已經通過、輸入波形已經給出的基礎上。這一部分常見的問題比較多，如設置輸入波形時，最好能根據電路功能設置輸入可能出現的所有情況，這樣仿真產生輸出波形后，就能夠根據輸入和輸出波形的對應關系驗證所需的功能是否全部實現。另一方面，設置輸入波形的狀態變化不宜過多，過分復雜的狀態會影響軟件的運行速度，有時候會造成軟件癱瘓甚至電腦死機，仿真就更無法進行。因而，輸入波形的狀態要全面但不能過分復雜。

仿真文件存盤時默認的文件名和源文件的名稱是一致的，不能隨意改變。因為輸出波形的產生是建立在軟件已經通過編譯接受到電路功能，并且了解了輸入波形設置情況的基礎上的。如果改變波形文件的名稱，將使得軟件無法通過指定路徑了解輸入波形的信息，也就無法給出對應的輸出波形，仿真就不可能順利通過。

如果要舍棄已存盤的波形文件，另新建一個波形文件測試電路功能，需將原先的波形文件關閉，再用新的波形文件覆蓋原先的。原波形文件打開的情況下是不能被新的波形文件覆蓋的。

2.4 下載時的常見問題及解決方法

仿真通過后，可以將設計的電路下載到指定芯片上，通過實驗箱的外圍電路來設置硬件輸入，觀察輸出結果，進行硬件測試。下載的實現特別需要注意下載模式的選擇，不同的下載模式對應于芯片與外圍電路的不同連接方式。選擇模式的原則是輸入輸出端口的性質和個數需是對應模式的外圍電路所能提供的。下載前需進行軟硬件鏈接，也即引腳鎖定。這里容易混淆的概念是“引腳名稱”和“引腳號（pin）”。不同型號的芯片引腳名稱和引腳號的對應關系不同，最終需在軟件上鎖定的是引腳號。

引腳鎖定完成后，需重新編譯才能成功下載，如果引腳鎖定的情況有所變動的話，也需要重新編譯后才能再次下載，這些都是在軟件學習過程中學生容易忽視的細節。

3 總結

MAX+PLUSⅡ作為一種工具軟件，在EDA教學中十分常用。相對于傳統數字系統的設計方法、設計過程和設計觀念，用MAX+PLUSⅡ軟件進行設計將為電子設計和產品開發開辟新的思路。作為電類專業的本科生，掌握這種軟件的使用是十分必要的。在學習過程中，多思考、多練習，注重細節對掌握這種軟件的使用頗有幫助。本文提出MAX+PLUSⅡ軟件使用過程中可能出現的諸多問題，并提出各自的解決方法，希望能給初學者提供一些幫助。

參考文獻

[1]朱軍，張君薇.基于EDA平臺用MAX+plusⅡ設計數字電路的方法[J].遼寧高職學報，2002，4(3):102-104

[2]潘松，黃繼業.EDA技術實用教程[M].北京:科學出版社，2002

[3]邱海燕，李立.MUX+PLUSⅡ在EDA課程教學中常見問題[J].科技信息，2010(12):234

[4]林純，王建平.MAXPLUSⅡ環境下的頻率計設計及其完善[J].連云港師范高等專科學校學報，2007(4):88-91