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5.11典型实例10：LogicLock功能演示

5.11.1实例的内容及目标

1．实例的主要内容

本节旨在通过Quartus软件自带的工程实例——“lockmult”来熟悉AlteraQuartusII逻辑锁定功能LogicLock的使用方法。在本节中，将主要讲解下面知识点。

·QuartusII约束设计。

·QuartusII时序分析。

·QuartusII逻辑锁定。

通过这些知识点，按照下面提供的训练流程，读者可以迅速地掌握使用QuartusII软件逻辑锁定功能的使用方法。

2．实例目标

通过详细的流程讲解，读者应达到下面的目标。

·熟悉QuartusII时序分析报告的查看。

·熟悉SignalTapII逻辑锁定的方法。

5.11.2实例详解

本实例将使用图解的方式将整个流程一步一步展现给读者，使读者能够轻松掌握开发的流程。

5.11.2.1打开工程文件

本实例以流水线乘法器为例，介绍逻辑锁定技术及相关的优化控制的基本用法。

打开位于路径C:alteraqdesigns50logiclocklockmult中的工程lockmult.qpf。这就是乘法器实例的顶层设计，其原理如图5.72所示，图中的4个元件pipmult是相同的。

图5.72乘法器顶层原理图

pipemult的电路原理图如图5.73所示。它是由一个8位流水线乘法器和一个16位双口RAM构成。

图5.73pipemult内部电路原理图

选择目标器件为EP20K100EQC208-1。

5.11.2.2设置时序约束

在编译前设定时钟约束。在“Assignments”菜单中选择“Settings”选项。然后在“Settings”窗口的“Category”栏选择“TimingRequirementsOptions”页面。

为“ClockSettings”下的“Defaultrequiredfmax”输入150并选择MHz，如图5.74所示，单击“OK”按钮，关闭窗口。

编译结束后，可在编译信息栏中看到最高时钟频率不能达到原设定的150MHz的要求（如图5.75所示）。打开“Processing”菜单中的“Complicationreport”窗口，单击“TimingAnalyzer”可以在ClockSetup中看到哪些信号频率达不到要求。

5.11.2.3使用LogicLock功能进行优化设计

1．建立底层模块工程

新建底层模块工程，在本实例中已经建立好底层模块工程，打开“典型实例10”目录下的lockmult.qpf工程，如图5.76所示，可以看到乘法器的底层模块。

图5.74设计要求最高时钟频率

图5.75编译结果信息提示

图5.76底层模块

指定设备：EP20K100EQC208-1，编译工程。

2．打开LogicLock窗口

使用快捷键“Alt＋L”或者选择“Assignment”/“LogicLockRegionsWindow”，打开LogicLock窗口，如图5.77所示。

图5.77LogicLock窗口

3．新建LogicLock区域

右键选择“Root_region”项并选择“new”，新建区域并将名称取为lock_mult，如图5.78所示。

图5.78新建LogicLock区域

4．加入工程到LogicLock区域

右键选择新建的“lock_mult”项，打开属性窗口。将左侧的工程层次栏中的pipemult模块拖入，拖入后会出现pipemult的标志，如图5.79所示。

图5.79拖入pipemult模块

5．编译工程

对包含底层模块的LogicLock工程进行第一次编译。

6．反标

回到主界面打开刚才的lock_mult属性窗口。单击“Back-AnnotateContents”按钮。反标约束信息，选择反标输出路径，如图5.80所示。

成功反标后会在对话框中出现如图5.81所示信息。

图5.80输出反标信息 图5.81输出反标信息结果

7．导出assignment信息

选择“Assignment”/“ExportAssignment”选项，如图5.82所示，导出约束信息。

8．打开乘法器顶层设计文件工程topmult

使用QuartasII软件打开另一个工程——乘法器工程topmult

9．替换底层模块设计文件

选择“project”/“Add/RemoveFilesinProject”选项，如图5.83所示。

图5.82输出Assignment信息 图5.83添加删除文件菜单

将原来的底层模块文件删除，使用刚创建的反标信息代替，如图5.84所示。

10．指定底层模块Assignment文件

回到主界面，单击左侧图标，展开topmult，可以看到如图5.85所示工程层次目录。

图5.84添加反标文件.vqm 图5.85工程层次目录

右键选择底层模块“pipemult:inst1”，选择“Locate”/“LocateinAssignmentEditor”选项，如图5.86所示。

选择“ImportFileName”，如图5.87。

图5.86Locate菜单 图5.87importfile窗口

选择pipemult.qsf文件，也就是刚才所选择输出设置信息，如图5.88所示。

依次对每一个底层模块重复这个步骤。

11．导入Assignment文件

选择“Assignment”/“ImportAssignment”，输入刚才输出的设置文件。

12．再次编译工程

编译整体工程，可以发现时钟频率符合要求，如图5.89所示。

图5.89时序分析报告

关键词： QuartusII LogicLock FPGA