《FPGA技术基础》实验一Word文件下载.docx
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●所有的LED灯都闪烁。
●所有七段数码管从0到F循环显示。
●液晶屏显示“WelcometotheAlteraDE2Board”。
●在VGA显示器上显示欢迎信息。
●将开关SW17置OFF,从LINEOUT插座输出1khz正弦波的声音;
将开关SW17置ON并将一个MP3播放器的输出接到DE2板的LINE—IN端口,可从耳机里听到MP3播放的音乐。
●若将麦克风接到DE2板的MIC端口上,这样用户的声音可与MP3播放器混合。
CycloneII中的顶层verilog模块
这部分将介绍一个QuartusII工程中所需要的所有组件。
它将让你了解如何使用QuartusII将代码转换成数据流下载的整个设计流程。
按照以下步骤进行:
(1)打开QuartusII软件。
(2)点击File→OpenProject,如图1.1。
图1.1打开QuartusII工程的菜单
(3)在D:
\DE2_Default目录下选中DE2_Default.qpf工程文件打开。
(4)在“ProjectNavigator”工程导航区可查看该工程的层次、包含的所有文件、设计单元等信息。
其中“File”下列出了整个工程包含的所有文件。
双击顶层设计文件DE2_Default.v,可以看到文件的内容和I/O口的声明。
在对每个引脚声明时加上了详细的注释,以便用户更好的明白每个引脚的功能。
如图1.2所示。
编译设计
(1)使用Processing→StartCompilation菜单或者单击快捷工具条中的
工具按钮运行编译器。
编译过程分多个步骤完成,编译过程中各步骤的进程在“Status”状态区显示。
若编译过程中没有错误出现,会弹出一个编译成功的提示框。
编译过程中出现的提示信息会在“Messages”信息区出现。
若编译过程中有错误出现,编译会自动终止,并在“Messages”信息区显示错误信息,每一个错误都有单独的一个错误信息提示。
双击消息框中的错误信息提示,QuartusII会自动定位错误的位置。
(2)编译结束后,QuartusII会自动打开一个CompilationReport窗口。
该报告显示设计所用的逻辑单元及引脚等信息。
可以通过窗口左侧的层次结构查看各部分的详细报告。
(3)编译结束后生成了可以对FPGA进行配置的配置文件.sof文件和.pof文件。
(可返回工程存放目录进行查看)
图1.2DE2_Default.v文件的内容——所有顶层引脚的说明
下载数据流(编程与配置FPGA)
DE2板上内嵌了USBBlaster下载组件,可以通过一条USB连接线将DE2板与电脑相连,通过两种模式配置FPGA,不同的配置模式选择不同的配置文件。
一种是JTAG模式,利用.sof文件配置FPGA,但掉电后,FPGA中的配置内容会丢失,再次上电需要用电脑对FPGA重新配置;
另一种模式是AS模式,利用.pof文件对DE2板上的串行配置器件EPCS16进行编程,平台上电后,EPCS16自动配置FPGA。
通过DE2板上的SW19(如图1.3所示)选择配置模式,SW19置于RUN位置,即选择JTAG模式配置;
SW19置于PROG位置,则选择AS模式对EPCS16进行编程。
图1.3开关SW19
用JTAG模式配置FPGA的步骤如下:
(1)在电源关闭的情况下,将SW19置于RUN。
(2)打开DE2的电源。
(3)在QuartusII中用Tools→Programmer菜单或快捷工具条中的
工具按钮打开如图1.4所示的窗口,此时默认配置方式为JTAG模式。
(4)若显示没有硬件,则单击HardwareSetup…按钮,打开硬件设置窗口,如图1.5所示。
(5)双击USBBlaster,然后单击Close按钮,完成硬件设置。
(6)此时.sof文件已经在文件列表中了。
如果没有,则单击AddFile…按钮,添加该文件,如图1.6所示。
这个文件是编译器产生的数据文件,包含了FPGA的配置数据。
确认Device项列出的是EP2C35F672,选中Program/Configure选项。
(7)单击Start按钮,开始编程,编程结束后,将看到开机所出现的现象。
如果QuartusII提示错误,则检查电源及连接电缆。
图1.4编程窗口
图1.5硬件设置窗口
图1.6更新后的编程窗口
用AS模式对串行配置器件编程的步骤如下:
(1)用Assignments→Settings…→Device菜单打开配置窗口来配置器件,如图1.7所示。
(2)单击“DeviceandPinOptions…”按钮,打开器件及引脚选项窗口,切换到Configuration页,在Configurationdevice框中,选择EPCS16,如图1.8所示,单击OK按钮结束配置。
图1.7器件配置窗口
图1.8选择EPCS16作为配置器件
(3)如果DE2电源已经打开,则关闭。
(4)将SW19置于PROG位置。
(5)重新打开DE2电源。
(6)在QuartusII中用Tools→Programmer菜单或快捷工具条中的
工具按钮重新打开配置窗口,在Mode下拉框中选择ActiveSerialProgramming,则会弹出窗口,提示是否清除现有器件,选择“是”清除当前器件。
(7)单击AddFile…按钮,添加编译生成的.pof文件。
此时Device项列出的是EPCS16。
(8)选中Program/Configure选项,更新后的编程窗口如图1.9所示。
(9)单击Start按钮,开始编程。
编程结束后,关闭电源,将SW19重新置于RUN位置,再次上电,看到开机所出现的现象。
如果QuartusII提示错误,则检查电源、连接电缆及SW19的位置是否正确。
图1.9更新后的编程窗口
注意:
当第一次打开从其他地方复制过来的QuartusII工程文件时,打开Programming窗口,需要首先删除原有的SOF/POF文件,因为这些文件可能与当前的路径不同。
具体操作是选中SOF/POF文件,然后点击Delete按钮。
在退出QuartusII时,若保存QuartusII配置,则会保存当前SOF/POF文件路径。
在添加一个新文件后,记得选中Program/Configure选项。
实验报告须知
为规范教学行为,强化良好习惯和科学实验技能的养成,对实验报告的内容和要求具体如下:
一、实验内容
二、实验目的
三、实验器材(设备名称、型号、规格等)
四、实验方法、步骤
五、实验结果分析