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1、FPGA輕松學(xué)習(xí)用QuartusII通過原理圖完成與門電路設(shè)計打開QuartusII軟件,程序主界面如下:1,新建一個工程點擊File——>NewProjectWizard,打開創(chuàng)建新工程向?qū)?,這里你將完成工程的基本設(shè)定選項。1,Projectnameanddirectory——工程的名稱與目錄2,Nameofthetop-leveldesignentity——頂層設(shè)計實體的名稱3,Projectfilesandlibraries——項目文件與庫4,Targetdevicefamilyanddevice——目標(biāo)設(shè)備的族類5,EDAtoolsettings——EDA工
2、具設(shè)定這里一般設(shè)定好工程名稱和目錄,頂層設(shè)計實體名稱以及目標(biāo)設(shè)備族類就可以了,其他的暫時直接使用默認(rèn)項就可以了。2,新建一個設(shè)計文件通過點擊File——>New打開新建文件選擇框,由于我們這里使用原理圖描述實現(xiàn)的,則文件類型選擇DesignFiles——>BlockDiagram/SchematicFile,就新建了一個原理圖文件,將其保存起來,注意命名要跟前面設(shè)置的頂層設(shè)計實體名稱相同。3,編寫設(shè)計文件接下來開始在文件中繪制原理圖,這里首先完成與門的添加,點擊左側(cè)工具欄中的SymbolTool按鈕,打開Symbol選擇框,選擇primitives——>logic—
3、—>and2,點擊OK后即可在原理圖中添加一個2輸入的與門了。在同樣通過SymbolTool中的加入和primitives——>pin——>output加入輸入和輸出引腳,然后在原理圖中把他們用OrthogonalNodeTool即導(dǎo)線連接起來,雙擊輸入輸出引腳,為他們設(shè)定好名字,pinA,pinB,pinC,就完成了原理圖中的設(shè)計。4,編譯(分析綜合)點擊Processing——>Start——>StartAnalysis&Synthesis,進(jìn)行分析綜合,就好像是對程序進(jìn)行編譯,等待片刻,如果沒有錯誤,編譯報告會輸出出來。5,配置管腳接下來配置管腳,就是設(shè)定剛才
4、加入的輸入輸出管腳與實驗板上FPGA芯片外部引腳之間的對應(yīng)關(guān)系,設(shè)定好這個,我們設(shè)計的與門電路才能通過FPGA外部引腳與實驗板上的其他設(shè)備連接起來,我們才好觀察到電路的設(shè)計效果。點擊Assignment——>Pins,打開PinPlanner設(shè)定框,這里查看實驗板的說明文件,我們使用兩個撥動開關(guān)來連接輸入引腳,用一個led燈來連接輸出引腳,對照說明中的表格,為pinA,pinB,pinC分配PIN_N25,PIN_N26和PIN_AE23,設(shè)定好后點擊Assignment——>Device進(jìn)入設(shè)定框,點擊DeviceandPinOptions按鈕,在Devicean
5、dPinOption框中的UnusedPins標(biāo)簽下將Reserveallunusedpins設(shè)定為Asoutputdrivingground。因為我們的設(shè)計最終會以電路的表達(dá)形式工作,錯誤的設(shè)計極其容易導(dǎo)致實驗板的損壞。6,下載程序當(dāng)然我們實際設(shè)計中可能會用到波形仿真工具進(jìn)行驗證,進(jìn)行時間分析驗證,甚至要設(shè)定布局布線等工作,反復(fù)迭代修正,才能完成一個復(fù)雜電路的設(shè)計,不過這里這個與門的demo很簡單,完成以上設(shè)計工作后,可以開始編譯了,點擊Processing——>StartCompilation開始吧。如果沒有錯誤,輸出編譯報告,就可以準(zhǔn)備下載到實驗板上去了。點擊
6、Tool——>Programmer,打開下載工具。這里我們選擇使用JTAG的下載方式,注意先給實驗板上電,點擊Start開始,等待片刻,走完下載進(jìn)度條,下載完成。7,完成現(xiàn)在你可以在實驗板上通過SW0和SW1來設(shè)定與門的輸入了,實驗板上的LEDR0相應(yīng)的亮或者滅。我們實現(xiàn)的與門在哪呢?就在你面前實驗板的芯片中,實際上實驗板的芯片中有很多電路單元,通過我們的編程選擇我們需要的電路單元用連線連接起來,在通過配置引腳連接到FPGA芯片的外部引腳上,F(xiàn)PGA是焊接在PCB板上的,PCB板上的銅線把FPGA引腳與外部設(shè)備比如開關(guān),發(fā)光二極管等連接起來,我們的電路就真正的連接到
7、了這個系統(tǒng)當(dāng)中了。他們之間的連接關(guān)系在圖中表示出來。8,總結(jié)經(jīng)過了這么多繁雜的步驟,我們僅僅完成的是一個簡單的與門電路,好在通過這個過程我們只是了解一下FPGA設(shè)計的基本過程與簡單操作,熟悉了這個流程,以上步驟還是很清楚的,而且實現(xiàn)一個復(fù)雜的設(shè)計也基本是沿這個過程走的。后面我們用FPGA實現(xiàn)一個CPU也可以這樣下載到FPGA芯片當(dāng)中,這可是一個真正的電路,真正工作的CPU,麻雀雖小五臟俱全,不再是僅僅在電腦上仿真了,你必然會滿心歡喜。而且實際中,這樣的設(shè)計(當(dāng)然還有一些其他的工作要做),是能夠送到工廠中去生產(chǎn)真正的ASIC專用電路,也就是真正的,我們能摸到能使用