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摘 要 MAX PLUSⅡ开发系统作为电气、电子类专业学生EDA教学的常用软件，有着强大的功能和友好的设计环境。在多年EDA教学经验基础上，详细分析MAX PLUSⅡ软件使用过程中的常见问题，并提出解决这些问题的参考方法，必要时辅之以图形说明。
关键词 EDA教学；MAX PLUSⅡ；编译；仿真
中图分类号：TP319；TM131.4 文献标识码：B 文章编号：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软件是由美国Altera公司开发的。作为一种EDA软件，MAX PLUSⅡ提供了一个业界唯一真正与结构无关的、完全集成化的可编程设计环境，提供了丰富的库单元供设计者调用，拥有强大的逻辑综合与优化功能，易于将设计功能集成到器件中，因而其功能也十分强大[1]。MAX PLUSⅡ的诸多优点使其非常适用于电气、电子类专业本科生的EDA教学。面对一个复杂的设计任务，设计者可以先将其细分成多个具有单一功能的小模块，这些小模块的设计任务可以分给多人分别实现，然后再整合成最初所需的整体设计模块, 这种设计特色被称为层次化设计[2]。根据复杂程度，一个设计任务可以分为多层。功能最小的模块被称为底层模块，经过编译、仿真测试成功后可以打包入库供高一层的模块调用。高一层的设计模块也可以经过相同的编译、仿真流程测试成功后生成一个具有较多功能的新模块，这个新模块也同样可以打包入库供更高层的模块调用。最高层的设计模块被称为顶层模块，实现最终的设计功能。每一层模块功能的实现方法都可以在文本、图形或波形等输入方法中任意选择，形式灵活多变。MAX PLUSⅡ开发系统的层次化设计功能有利于任务的细分和设计者之间的分工合作，对设计效率的提高有诸多裨益。
MAX PLUSⅡ开发系统的设计输入方法灵活，可采用原理图输入方式（Graphic）、文本输入方式（Text）、符号输入方式（Symbol）及波形输入方式（Waveform），一般前两种输入方式比较常用。在文本输入方式下，软件支持各种硬件描述语言，如VHDL、Verilog HDL和AHDL等。编辑好的文件经过编译、仿真测试成功后可以下载到指定芯片上，在对应的实验箱上进行硬件测试。在EDA教学过程中，使用MAX PLUSⅡ软件经常会遇到一些问题，文献[3]指出文件由于存盘不合适造成无法编译以及仿真后找不到生成波形的问题，并提出各自的解决方法。本文将以一个完整的工程设计步骤为主线，提出EDA教学中MAX PLUSⅡ软件使用时可能遇到的各种问题，并给出解决的参考方法。
2 MAX PLUSⅡ软件在EDA教学中常见问题
在MAX PLUSⅡ软件环境中进行一个完整的工程设计步骤繁杂，但每一个工程从输入文件到下载测试都有主线可循，大致可分为编辑、编译、仿真、下载4个步骤。以下将分别介绍4个步骤中可能出现的问题，并给出解决问题的参考方法。
2.1 在文件编辑时的常见问题及解决方法
上文已经提到，常见的文件输入方式是原理图输入和文本输入两种。当编辑原理图文件时，常会遇到需要将元件的总线输出端与“output”端连线的问题。如文献[4]中所提及的频率计设计原理图中，寄存器REG4B的总线输出端DOUT与LED0输出符号相连时，此时应用总线输出端DOUT的粗线覆盖LED0端的细线而不能反过来用细线覆盖粗线，如图1所示，否则将不能顺利通过编译。
不论是用原理图编辑的还是用文本编辑的源文件，存盘的路径中不能包含中文符号，且不能直接保存在驱动盘的根目录里，否则将会在编译时出现错误提示“can’t open work”，正确的存盘路径应该是在驱动盘的子目录里。
源文件存盘的文件名也不能任意选取，除了需要注意不能用中文符号，不能和软件器件库中已有的器件名相同外，还需注意：所编辑的各个源文件模块名称不能冲突。如果源文件是文本文件，例如是用VHDL语言描述的，那么存盘的文件名必须和实体（ENTITY）名一致，文件的扩展名必须与语言类型相符，如描述语言是VHDL语言，则文件的扩展名就应为“.vhd”，如图2所示。
2.2 在文件编译时的常见问题及解决方法
源文件存盘后，使软件接收所编辑电路实际功能的操作即为编译。由于MAX PLUSⅡ软件只能对当前文件进行编译，因此在编译前需将当前打开的源文件设置为当前文件。但是，并非每次编译前都必须重新进行设置当前文件的操作。当前文件的路径一直显示在软件界面顶端，如果该路径正是所要编译的文件路径则不需要重复操作。如文献[3]中所指出的一样，这个步骤是操作过程中非常重要却又容易忘记的，漏掉这一步骤，以下的操作将会因为编译的是其他文件而变得没有意义。
2.3 在波形仿真时的常见问题及解决方法
仿真的实质是将软件所接受到的电路功能信息通过波形的形式反馈给设计者，供设计者测试时使用。仿真必须建立在编译已经通过、输入波形已经给出的基础上。这一部分常见的问题比较多，如设置输入波形时，最好能根据电路功能设置输入可能出现的所有情况，这样仿真产生输出波形后，就能够根据输入和输出波形的对应关系验证所需的功能是否全部实现。另一方面，设置输入波形的状态变化不宜过多，过分复杂的状态会影响软件的运行速度，有时候会造成软件瘫痪甚至电脑死机，仿真就更无法进行。因而，输入波形的状态要全面但不能过分复杂。
仿真文件存盘时默认的文件名和源文件的名称是一致的，不能随意改变。因为输出波形的产生是建立在软件已经通过编译接受到电路功能，并且了解了输入波形设置情况的基础上的。如果改变波形文件的名称，将使得软件无法通过指定路径了解输入波形的信息，也就无法给出对应的输出波形，仿真就不可能顺利通过。
如果要舍弃已存盘的波形文件，另新建一个波形文件测试电路功能，需将原先的波形文件关闭，再用新的波形文件覆盖原先的。原波形文件打开的情况下是不能被新的波形文件覆盖的。
2.4 下载时的常见问题及解决方法
仿真通过后，可以将设计的电路下载到指定芯片上，通过实验箱的外围电路来设置硬件输入，观察输出结果，进行硬件测试。下载的实现特别需要注意下载模式的选择，不同的下载模式对应于芯片与外围电路的不同连接方式。选择模式的原则是输入输出端口的性质和个数需是对应模式的外围电路所能提供的。下载前需进行软硬件链接，也即引脚锁定。这里容易混淆的概念是“引脚名称”和“引脚号（pin）”。不同型号的芯片引脚名称和引脚号的对应关系不同，最终需在软件上锁定的是引脚号。
引脚锁定完成后，需重新编译才能成功下载，如果引脚锁定的情况有所变动的话，也需要重新编译后才能再次下载，这些都是在软件学习过程中学生容易忽视的细节。
3 总结
MAX PLUSⅡ作为一种工具软件，在EDA教学中十分常用。相对于传统数字系统的设计方法、设计过程和设计观念，用MAX PLUSⅡ软件进行设计将为电子设计和产品开发开辟新的思路。作为电类专业的本科生，掌握这种软件的使用是十分必要的。在学习过程中，多思考、多练习，注重细节对掌握这种软件的使用颇有帮助。本文提出MAX PLUSⅡ软件使用过程中可能出现的诸多问题，并提出各自的解决方法，希望能给初学者提供一些帮助。
参考文献
[1]朱军,张君薇.基于EDA平台用MAX plusⅡ设计数字电路的方法[J].辽宁高职学报,2002,4(3):102-104
[2]潘松,黄继业.EDA技术实用教程[M].北京:科学出版社,2002
[3]邱海燕,李立.MUX PLUSⅡ在EDA课程教学中常见问题[J].科技信息,2010(12):234
[4]林纯,王建平.MAXPLUSⅡ环境下的频率计设计及其完善[J].连云港师范高等专科学校学报,2007(4):88-91
关键词 EDA教学；MAX PLUSⅡ；编译；仿真
中图分类号：TP319；TM131.4 文献标识码：B 文章编号：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软件是由美国Altera公司开发的。作为一种EDA软件，MAX PLUSⅡ提供了一个业界唯一真正与结构无关的、完全集成化的可编程设计环境，提供了丰富的库单元供设计者调用，拥有强大的逻辑综合与优化功能，易于将设计功能集成到器件中，因而其功能也十分强大[1]。MAX PLUSⅡ的诸多优点使其非常适用于电气、电子类专业本科生的EDA教学。面对一个复杂的设计任务，设计者可以先将其细分成多个具有单一功能的小模块，这些小模块的设计任务可以分给多人分别实现，然后再整合成最初所需的整体设计模块, 这种设计特色被称为层次化设计[2]。根据复杂程度，一个设计任务可以分为多层。功能最小的模块被称为底层模块，经过编译、仿真测试成功后可以打包入库供高一层的模块调用。高一层的设计模块也可以经过相同的编译、仿真流程测试成功后生成一个具有较多功能的新模块，这个新模块也同样可以打包入库供更高层的模块调用。最高层的设计模块被称为顶层模块，实现最终的设计功能。每一层模块功能的实现方法都可以在文本、图形或波形等输入方法中任意选择，形式灵活多变。MAX PLUSⅡ开发系统的层次化设计功能有利于任务的细分和设计者之间的分工合作，对设计效率的提高有诸多裨益。
MAX PLUSⅡ开发系统的设计输入方法灵活，可采用原理图输入方式（Graphic）、文本输入方式（Text）、符号输入方式（Symbol）及波形输入方式（Waveform），一般前两种输入方式比较常用。在文本输入方式下，软件支持各种硬件描述语言，如VHDL、Verilog HDL和AHDL等。编辑好的文件经过编译、仿真测试成功后可以下载到指定芯片上，在对应的实验箱上进行硬件测试。在EDA教学过程中，使用MAX PLUSⅡ软件经常会遇到一些问题，文献[3]指出文件由于存盘不合适造成无法编译以及仿真后找不到生成波形的问题，并提出各自的解决方法。本文将以一个完整的工程设计步骤为主线，提出EDA教学中MAX PLUSⅡ软件使用时可能遇到的各种问题，并给出解决的参考方法。
2 MAX PLUSⅡ软件在EDA教学中常见问题
在MAX PLUSⅡ软件环境中进行一个完整的工程设计步骤繁杂，但每一个工程从输入文件到下载测试都有主线可循，大致可分为编辑、编译、仿真、下载4个步骤。以下将分别介绍4个步骤中可能出现的问题，并给出解决问题的参考方法。
2.1 在文件编辑时的常见问题及解决方法
上文已经提到，常见的文件输入方式是原理图输入和文本输入两种。当编辑原理图文件时，常会遇到需要将元件的总线输出端与“output”端连线的问题。如文献[4]中所提及的频率计设计原理图中，寄存器REG4B的总线输出端DOUT与LED0输出符号相连时，此时应用总线输出端DOUT的粗线覆盖LED0端的细线而不能反过来用细线覆盖粗线，如图1所示，否则将不能顺利通过编译。
不论是用原理图编辑的还是用文本编辑的源文件，存盘的路径中不能包含中文符号，且不能直接保存在驱动盘的根目录里，否则将会在编译时出现错误提示“can’t open work”，正确的存盘路径应该是在驱动盘的子目录里。
源文件存盘的文件名也不能任意选取，除了需要注意不能用中文符号，不能和软件器件库中已有的器件名相同外，还需注意：所编辑的各个源文件模块名称不能冲突。如果源文件是文本文件，例如是用VHDL语言描述的，那么存盘的文件名必须和实体（ENTITY）名一致，文件的扩展名必须与语言类型相符，如描述语言是VHDL语言，则文件的扩展名就应为“.vhd”，如图2所示。
2.2 在文件编译时的常见问题及解决方法
源文件存盘后，使软件接收所编辑电路实际功能的操作即为编译。由于MAX PLUSⅡ软件只能对当前文件进行编译，因此在编译前需将当前打开的源文件设置为当前文件。但是，并非每次编译前都必须重新进行设置当前文件的操作。当前文件的路径一直显示在软件界面顶端，如果该路径正是所要编译的文件路径则不需要重复操作。如文献[3]中所指出的一样，这个步骤是操作过程中非常重要却又容易忘记的，漏掉这一步骤，以下的操作将会因为编译的是其他文件而变得没有意义。
2.3 在波形仿真时的常见问题及解决方法
仿真的实质是将软件所接受到的电路功能信息通过波形的形式反馈给设计者，供设计者测试时使用。仿真必须建立在编译已经通过、输入波形已经给出的基础上。这一部分常见的问题比较多，如设置输入波形时，最好能根据电路功能设置输入可能出现的所有情况，这样仿真产生输出波形后，就能够根据输入和输出波形的对应关系验证所需的功能是否全部实现。另一方面，设置输入波形的状态变化不宜过多，过分复杂的状态会影响软件的运行速度，有时候会造成软件瘫痪甚至电脑死机，仿真就更无法进行。因而，输入波形的状态要全面但不能过分复杂。
仿真文件存盘时默认的文件名和源文件的名称是一致的，不能随意改变。因为输出波形的产生是建立在软件已经通过编译接受到电路功能，并且了解了输入波形设置情况的基础上的。如果改变波形文件的名称，将使得软件无法通过指定路径了解输入波形的信息，也就无法给出对应的输出波形，仿真就不可能顺利通过。
如果要舍弃已存盘的波形文件，另新建一个波形文件测试电路功能，需将原先的波形文件关闭，再用新的波形文件覆盖原先的。原波形文件打开的情况下是不能被新的波形文件覆盖的。
2.4 下载时的常见问题及解决方法
仿真通过后，可以将设计的电路下载到指定芯片上，通过实验箱的外围电路来设置硬件输入，观察输出结果，进行硬件测试。下载的实现特别需要注意下载模式的选择，不同的下载模式对应于芯片与外围电路的不同连接方式。选择模式的原则是输入输出端口的性质和个数需是对应模式的外围电路所能提供的。下载前需进行软硬件链接，也即引脚锁定。这里容易混淆的概念是“引脚名称”和“引脚号（pin）”。不同型号的芯片引脚名称和引脚号的对应关系不同，最终需在软件上锁定的是引脚号。
引脚锁定完成后，需重新编译才能成功下载，如果引脚锁定的情况有所变动的话，也需要重新编译后才能再次下载，这些都是在软件学习过程中学生容易忽视的细节。
3 总结
MAX PLUSⅡ作为一种工具软件，在EDA教学中十分常用。相对于传统数字系统的设计方法、设计过程和设计观念，用MAX PLUSⅡ软件进行设计将为电子设计和产品开发开辟新的思路。作为电类专业的本科生，掌握这种软件的使用是十分必要的。在学习过程中，多思考、多练习，注重细节对掌握这种软件的使用颇有帮助。本文提出MAX PLUSⅡ软件使用过程中可能出现的诸多问题，并提出各自的解决方法，希望能给初学者提供一些帮助。
参考文献
[1]朱军,张君薇.基于EDA平台用MAX plusⅡ设计数字电路的方法[J].辽宁高职学报,2002,4(3):102-104
[2]潘松,黄继业.EDA技术实用教程[M].北京:科学出版社,2002
[3]邱海燕,李立.MUX PLUSⅡ在EDA课程教学中常见问题[J].科技信息,2010(12):234
[4]林纯,王建平.MAXPLUSⅡ环境下的频率计设计及其完善[J].连云港师范高等专科学校学报,2007(4):88-91