《FPGA技术基础》实验一.doc

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1、实验一DE2的顶层默认程序这个实验为用户提供连接分配和顶层Verilog模块，这个模块也是这本手册所有其他实验的基础性模块。这个实验产生的编程文件是DE2开发板在出货时作为默认载入开发板的编程文件。本实验将介绍如何编译工程并把生成的编程文件下载到DE2开发板中。启动开发板（1）将USB线和电源连接到DE2板上。（2）按下电源开关，这时电源指示灯会被点亮。（3）你将看到以下现象：l所有的LED灯都闪烁。l所有七段数码管从0到F循环显示。l液晶屏显示“WelcometotheAlteraDE2Boar

2、d”。l在VGA显示器上显示欢迎信息。l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。l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

3、开QuartusII软件。（2）点击File→OpenProject，如图1.1。图1.1打开QuartusII工程的菜单（1）在D:DE2_Default目录下选中DE2_Default.qpf工程文件打开。（2）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

4、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，Quartus

5、II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

6、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S

7、W19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

8、…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