原创 如何保证FPGA设计对同一系列不同器件的兼容

可能题目没有完全表达我的意思，想了半天，实在想不出如何用一句简单的话来表达，所以还是需要再解释一下。下面内容大部分是出自对Quartus II 9.0 Handbook的翻译，想详细了解可以参见Quartus II 9.0 Handbook的第28页。

在一些情况下，设计者可能会先在一个低密度（同时低成本）的器件上进行验证，考虑到将来资源可能不够，所以希望设计同时能够兼容高密度的器件。例如现在EP3C16F484上进行验证，可是如果将来资源紧张的话，希望能够只把芯片换为EP3C40F484就可以把原来的程序进行移植了。

还有一种情况，设计者可能会先在一个高密度的器件上进行原型验证，因为这样可以在较短的时间内，更快的达到时序要求，然后如果可能的话再把设计移植到一个低密度的器件上，这样可以降低产品的成本。

要考虑这样的兼容性，必须在设计之前就要进行考虑，包括硬件的设计以及软件部分的设计。Quartus提供了检查不同器件兼容性，并且根据比较结果给出建议的工具。可以在设计初期，利用Quartus II来检查不同器件的兼容特性。如果在设计的后期才考虑器件的兼容性，则需要检查一下管脚的分配，同时可能需要在新的器件内部重新进行布线。Altera推荐在设计初期考虑兼容性问题。

我们可以通过以下步骤的设置，实现设计对几种器件的兼容。

1. 
   
2. 在Assignments菜单，选择Setting，打开Setting对话框。
   
3. 
   
   选中Device页，点击下图用红色圈出来的部分Migration Device，打开Migration Device对话框。
   
   

   

   
   
4. 
   
   在Migration Device对话框，在Compatible migration devices选项，选择你所要的器件。
   
   

   

注意上图中，左边显示的是兼容的器件，双击需要选择的器件，就可以把需要兼容的器件型号添加到右边的方框里。上图是已经添加好的。从红色圈出来的部分可以看出：当前用的器件是EP3C16F484，需要兼容的器件是EP3C40F484。

选择兼容器件会对分配管脚造成影响，因为一些管脚在不同封装或者不同密度的器件有不同的功能。当你在Quartus II里分配管脚的时候，在Pin Planner里的Pin Migration View会将在不同器件功能不同的管脚高亮显示。

下图是在Assignment中打开Pin Planner的界面，在View中选择Pin Migration View：

选择后会出现下面的界面：

上面的表格就是比较所选择的两个器件EP3C16F484和EP3C40F484的结果，选择Show migration differences可以显示出两个器件的不同之处，如下图所示：

这个表格主要分为三部分：

1. 
   
2. Pin Number----管脚标号：表示是哪一个管脚；
   
3. Migration Result----兼容结果：经过比较后，得出的结果，也就是说按这个方式使用这个管脚可以使得两种器件兼容；
   
4. Migration Device----兼容器件：要比较的两种器件。

下面举例说明一下怎么使用这个表格：

看列出的第一项比较内容：

1. 
   
2. Pin Number：PIN_U16；
   
3. 兼容结果：管脚功能为VCCINT，也就是说如果考虑兼容设计的话，需要把这个管脚按照VCCINT来对待；
   
4. 兼容器件比较：可以看出这个管脚对应于EP3C16F484的功能是VCCINT，对应于EP3C40F484的功能是Column I/O，经过比较，所以推荐将改引脚作为VCCINT才可以实现兼容。

Quartus II还提供了一个特别有用的功能，就是这些差别它会在Pin Planner中进行显示。如果已经指定了需要兼容的器件的话，那么Pin Planner显示的结果就是软件自动得出来的结果。例如，再看刚才比较的第一项，对于PIN_U16引脚。即下图用红色圈出的引脚，可以看到是一个上三角符号，我们知道在Pin Planner中一般上三角表示电源引脚。

双击这个引脚，就可以看到这个引脚的属性，如下图所示：

软件已经将这个引脚作为VCCINT处理了。

这样就可用这个比较的结果，来指导后面的硬件设计，以及FPGA程序设计了。

这里只是简单的介绍了一下兼容性设计的内容，希望对大家能够有所帮助。