fpga开发板使用说明书

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THSOPC-3型FPGA开发板目录第一章　综述1第二章　系统模块1第三章　软件的介绍10第四章　USB电缆的安装与使用271天煌科技　　　　　天煌教仪 THSOPC-3型FPGA开发板第一章　综述THSOPC-3型FPGA开发板是根据现代电子发展的方向，集EDA和SOPC系统开发为一体的综合性实验开发板，除了满足高校专、本科生和研究生的SOPC教学实验开发之外，也是电子设计和电子项目开发的理想工具。一、实用范围：l自主创新应用开发；l单片机与FPGA联合开发；lIC设计硬件仿真；l科研项目硬件验证与开发；l高速高档自主知识产权电子产品开发；l毕业设计平台；l研究生课题开发；l电子设计竞赛培训；l现代DSP开发应用；l针对各类CPUIP核的片上系统开发；lDSPBiulder系统设计。二、硬件配置：THSOPC-3型FPGA开发板基于AlteraCycloneII器件的嵌入式系统开发提供了一个很好的硬件平台，它可以为开发人员提供以下资源：l支持+5V电源适配器直接输入或者USB接口供电，5V、3.3V、1.2V混合电压源；lFPGACycloneIIFPGAEP2C8，40万门，2个锁相环；lisp单片机AT89S8253。isp单片机AT89S8253及开发编程工具，MCS51兼容，12KBisp可编程FlashROM，2KBispEEPROM，都是10万次烧写周期；2.7-5.5V工作电压；0-24MHz工作时钟；可编程看门狗；增强型SPI串口，9个中断源等。此单片机可与FPGA联合开发，十分符合实现当今电子设计竞赛项目的功能与指标实现；lEPM3032CPLD；l4Mbits的EPCS4配置芯片；l512KB高速SRAM；l20MHz高精度时钟源（可倍频到300MHz）；l4个用户自定义按键；l8个用户自定义开关；l8个用户自定义LED；l2个七段码LED；l标准AS编程接口和JTAG调试接口；l两个标准2.54mm扩展接口，供用户自由扩展；36天煌科技天煌教仪 THSOPC-3型FPGA开发板lRS-232DB9串行接口；lPS/2键盘接口；lVGA接口；l4X4键盘；l液晶显示屏20字X4行；lUSB-Blaster编程器，可对FPGA通过JTAG口编程、调试、测试；单片机编程ByterBlasreMV编程器；l光盘：配套子程序库、资料、编程软件、实验指导书。第二章　系统模块一、系统组成本节将重点介绍开发板上所有的组成模块。图2-1是整个开发板的模块布局图，表2-1是对应的组成部分及其功能的简单描述。图2-1开发板的模块布局图序号名称功能描述U1CycloneⅡCycloneII主芯片EP2C8Q208C存储单元U5SRAM512KB高速SRAM，即256K×16bits36天煌科技天煌教仪 THSOPC-3型FPGA开发板U2U10EPCS4EPCS164Mbits主动串行配置器件接口资源U7，UARTRS-232标准9针串口VGAUSBVGA接口PS/2PS/2键盘接口P_FPGAFPGAI/O口P_MCU单片机液晶键盘接口P_ADDA扩展接口超高速ADC/DAC板/7寸数字TFT彩色液晶屏接口JTAGJTAG调试接口供用户下载FPGA代码，实时调试NiosIICPU，以及运行QuartusII提供的嵌入式逻辑分析仪SignalTapII等ASAS编程接口待用户调试FPGA成功后，可通过该接口将FPGA配置代码下载到配置器件中MCU_DLOAD单片机编程接口用户可通过该接口将单片机烧录程序下载到配置器件中人机交互S1～S8自定义按键8个用户自定义按键，用于简单电平输入，该信号直接与FPGA的IO相连K5单片机复位按键单片机AT89S8253的复位按键DS1~DS8用户自定义LED8个用户自定义LED,用于电平高低的显示，该信号直接与FPGA的IO相连LED1～LED2七段码LED静态七段码LED，用于简单数字、字符显示，直接由CPLD的IO驱动时钟输入Y1晶振高精度20MHz时钟源，用户可以用FPGA内部PLL或分频器来得到其它频率的时钟电源POWERJ6直流电源输入直流电源适配器插座，适配器要求为+5V/1AUSBUSB供电接口直接用USB线连接PC机提供+5V供电表2-1　系统组成部分及其功能描述二、各个模块及其硬件连接详细说明36天煌科技天煌教仪 THSOPC-3型FPGA开发板1．CycloneIIEP2C8FPGA（U1）继Altera公司成功推出第一代CycloneFPGA后，Cyclone一词便深深的烙在广大硬件工程师心中，一时间它便成为低功耗、低价位以及高性能的象征。然而在去年，Altera公司再一次发布第二代CycloneFPGA，与第一代相比，加入了硬件乘法器，同时内部存储单元数量也得到了进一步的提升，相信CycloneII比它的鼻祖Cyclone而言，会表现出更加出色的性能。本开发板上采用的FPGA是EP2C8Q208C8，它便是AlteraCycloneII系列中的一员，采用208引脚的PQFP封装。表2-2列出了该款FPGA的所有资源特性。LesLes8,25633,216M4KMemoryBlocksM4KMemoryBlocks36105所有RAMBits165,888483,84018×18硬件乘法器1835PLLsPLLs24表2-2EP2C8Q208C8资源列表开发板上提供了两种途径来配置FPGA：l使用QuartusII软件，配合下载电缆从JTAG接口下载FPGA所需的配置数据，完成对FPGA的配置。这种方式主要用来调试FPGA或NiosIICPU，多在产品开发初期使用。l使用QuartusII软件，配合下载电缆，通过AS接口对FPGA配置器件进行编程，在开发板下次上电的时候，会完成对FPGA的自动配置。这种模式主要用来产品定型后，完成对FPGA代码的固化，以便产品能够独立工作。2．SRAM（U5）开发板上的SRAM由3.3VCMOS静态RAMIS61LV25616组成容量为256K×16bits的存储空间，高速度SRAM和高带宽数据总线，保证了NiosIICPU可以工作在非常高效的状态。本开发板所用的SRAM为-10等级的，这就意味着NiosIICPU可以在16位总线带宽情况下，以100MHz的速度进行读写操作，数据吞吐率高达到200Mbyets/S。SRAM与FPGA的硬件连接见表2-3。FPGA引脚U5引脚信号说明FPGA引脚U5引脚信号说明371A0479D2392A14810D3403A28413D4414A38614D5435A48715D69018A58816D79219A67429D89420A77230D99521A87031D1036天煌科技天煌教仪 THSOPC-3型FPGA开发板9622A96932D118123A106835D128024A116736D137725A126437D147626A136338D157527A146040UB#5842A156139LB#5743A165941OE#5644A178917WE#457D0446CS#468D1/28NC表2-3SRAM与FPGA的硬件连接注：1））‘/’表示没有连接。2））‘#’表示低电平有效。1．RS-232接口（UART,U7）UART是一个标准的DB9孔连接头，通常用于FPGA和计算机以及其它设备间通过RS-232协议进行简单通信。U7是一个电平转换芯片—MAX3232，负责把发送的LVCMOS信号转换成RS-232电平，同时把接收到的RS-232电平转换成LVCMOS信号。由于目前的设计开发中，RS-232通信仅仅是为了进行系统调试或简单的人机交互，所以在开发板设计时，仅在DB9孔接口中保留了通信时必须的RXD和TXD信号。RS-232与FPGA的硬件连接见表2-4。FPGA引脚UART引脚信号说明FPGA端PC端1042TXD’RXD1033RXD’TXD/5/GND表2-4　SRAM与FPGA的硬件连接注：TXD和RXD在UART中已经交换，如果与计算机通信，仅需要一条串口延长线便可，无需交叉。2．JTAG调试接口（JTAG）在FPGA开发过程中，JTAG是一个不可少的接口，因为开发人员需要下载配置数据到FPGA。在NiosII开发过程中，JTAG更是起着举足轻重的作用，因为通过JTAG接口，开发人员不仅可以对NiosII系统进行在线仿真调试，而且还可以下载代码或用户数据到CFIFlash中。开发板上提供如图2-2所示的10针插座，其每个插针的信号定义见表2-5。36天煌科技天煌教仪 THSOPC-3型FPGA开发板图2-2　开发板上的JTAG调试插座JTAG插座信号定义JTAG插座信号定义1TCK6/2GND7/3TDO8/4Vcc(3.3V)9TDI5TMS10GND表2-5　JTAG插座信号定义注：‘/’表示该插针没有任何信号。1．AS编程接口（AS）AS接口主要用来给板上的EPCS4行编程，故称其为编程接口，板上也是采用图2-2示的10针插座，其信号定义见表2-6。AS插座信号定义AS插座信号定义1DCLK6nCE2GND7DATAOUT3CONF_DONE8nCS4Vcc(3.3V)9ASDI5nCONFIG10GND表2-6　JTAG插座信号定义2．自定义按键（K1～K4）为了方便开发人员作一些简单的、手动的逻辑输入，开发板上提供了4个用户自定义按键。这四个按键连接到了FPGA的四个IO引脚上，具体的定义和使用则有开发人员自由决定。按键与FPGA的硬件连接见表2-7。FPGA引脚按键编号FPGA引脚按键编号97K1101K399K2102K4表2-7　按键与FPGA的硬件连接注：按键按下为低电平，抬起为高电平。3．自定义LED（DS1～DS8）36天煌科技天煌教仪 THSOPC-3型FPGA开发板为了方便开发人员进行简单直观的信号观察，开发板上提供了八个用户自定义LED。这八个LED由FPGA的IO引脚直接驱动，当FPGA对应的I/O输出低电平时，LED点亮；当FPGA对应的IO输出高电平时，LED熄灭。LED和FPGA的硬件连接见表2-8。FPGA引脚LED编号FPGA引脚LED编号56DS192DS557DS294DS675DS395DS776DS496DS8表2-8　LED与FPGA的硬件连接1．电源切换开关P4P4为自定义LED（DS1～DS8）的电源开关，当短路帽切换到左边则DS1～DS8部供电，短路帽切换置右端给DS1～DS8提供3.3V电源。2．晶振（Y1）开发板上提供了高精度、高稳定性20MHz时钟，该时钟直接与FPGA的23（CLK0）引脚相连。如果设计人员需要其它频率时钟源，可以在FPGA内部进行分频或利用FPGA内部PLL倍频等途径来得到。3．直流电源输入（POWERUSB）开发板上外部供电仅需在POWER输入＋5V直流电压即可。用户需要特别注意的是，插入J6的插头必须为内正外负供电极性，如图2-3所示。为了保证系统能够稳定工作，电源适配器功率最好在5V/1A以上。图2-3　电源适配器插头说明用户亦可用USB线直接连接PC机及开发板的USB接口直接供电。4．八位自锁开关为了方便开发人员作一些简单的、手动的逻辑输入，开发板上提供了8个用户自定义自锁开关。这八个开关连接到了FPGA的八个I/O引脚上，控制高低电平的输入，具体的定义和使用则有开发人员自由决定。开关与FPGA的硬件连接见表2-9。FPGA引脚拨动开关信号名称FPGA引脚拨动开关信号名称150S1152S5149S2142S6147S3141S736天煌科技天煌教仪 THSOPC-3型FPGA开发板146S4139S8表2-9　八位自锁开关与FPGA的硬件连接注：S1~S8与扩展接口(P_FPGA)复用，故用P_FPGA接口时此八个开关要打到高电平。1．PS/2键盘接口开发板上提供了PS/2设备接口，用于鼠标和键盘开发实验。PS/2接口与FPGA的硬件连接见表2-10。FPGA引脚PS/2引脚键盘信号FPGA引脚PS/2引脚键盘信号395CLK371DAT表2-10　PS/2接口与FPGA的硬件连接2．VGA接口开发板上提供了VGA接口，用于VGA显示程序的开发实验。VGA接口与FPGA的硬件连接见表2-11。FPGA引脚VGA引脚信号名称FPGA引脚VGA引脚信号名称4113HS391R4014VS372G433B表2-11　VGA接口与FPGA的硬件连接3．扩展接口（P_ADDA）图2-4所示是间距为2mm的标准双排针插座，提供了33个用户自定义IO，以满足普通用户的一般需要。可作为超高速ADC/DAC板/7寸数字TFT彩色液晶屏扩展接口。图2-4　P_ADDA所使用的接插件类型FPGA引脚P_ADDA引脚信号说明FPGA引脚P_ADDA引脚信号说明/13.3V18721FPGA_IO/2GND18522FPGA_IO/3+12V18923FPGA_IO/4-12V18824FPGA_IO1625FPGA_IO19225FPGA_IO1616FPGA_IO19126FPGA_IO1647FPGA_IO19527FPGA_IO36天煌科技天煌教仪 THSOPC-3型FPGA开发板1638FPGA_IONC28FPGA_IO1689FPGA_IO19829FPGA_IO16510FPGA_IO19730FPGA_IO17011FPGA_IO20031FPGA_IO16912FPGA_IO19932FPGA_IO17313FPGA_IO20333FPGA_IO17114FPGA_IO20134FPGA_IO17615FPGA_IO20635FPGA_IO17516FPGA_IO20536FPGA_IO18017FPGA_IO20837FPGA_IO17918FPGA_IO20738FPGA_IO18219FPGA_IO/39VCC18120FPGA_IO/40GND表2-12P_ADDA与FPGA的硬件连接注：‘/’表示该插针没有任何信号。1．扩展接口(P_FPGA)FPGA引脚P_FPGA引脚信号说明FPGA引脚P_FPGA引脚信号说明1501FPGA_IO1398FPGA_IO/2VCC1459FPGA_IO1493FPGA_IO14110FPGA_IO/4GND14411FPGA_IO1475FPGA_IO14212FPGA_IO1516FPGA_IO14313FPGA_IO1467FPGA_IO15214FPGA_IO表2-13P_FPGA与FPGA的硬件连接2．测频引脚（P1）P1插针上边为FPGA的P132引脚，可接入外部的时钟频率以完成等精度频率计的测量实验。下边为FPGA的P160引脚。3．P2P2插针上边为FPGA的P193引脚，下边为GND。4．单片机复位按键（K5）K5为单片机U3（AT89S8253）的复位按键。5．接口（P_MCU）P_MCU为单片机的I/O口，硬件连接见表2-14。单片机引脚P_MCU单片机引脚电源/地P_MCU36天煌科技天煌教仪 THSOPC-3型FPGA开发板引脚引脚P1.01/VCC2P1.13/GND4P1.25P3.5/6P1.37P3.4/8P1.49P3.3/10P1.511P3.2/12P1.613P1.7/14表2-14　P_MCU与单片机的I/O口硬件连接1．单片机编程接口（MCU_DLOAD）2．LED1管脚FPGA引脚LED131A,B,C,D,E,F,G301514三、使用注意事项：用户在使用开发板时请严格遵照下述说明：1．严禁用手直接接触开发板上的芯片管脚，避免静电危害。2．最好使用原配电源适配器，如用其它电源适配器，请务必确认适配器为+5V直流、内正外负极性输出的插头。3．请选用本公司生产的下载电缆，如使用其它下载电缆，请确定电缆的电气特性和信号定义与本开发板插座一致。4．不要自行拆机，以免发生危险。5．如果你在使用过程当中遇到什么问题，请及时与我们联系。36天煌科技天煌教仪 THSOPC-3型FPGA开发板第三章　软件的安装与使用一、QuartusII与NIOSII软件概述Altera公司的QuartusII软件提供了可编程片上系统（SOPC）设计的一个综合开发环境，是进行SOPC设计的基础。QuartusII集成环境包括以下内容：系统级设计，嵌入式软件开发，可编程逻辑器件（PLD）设计，综合，布局和布线，验证与仿真。QuartusII设计软件根据设计者需要提供了一个完整的多平台开发环境，它包含整个FPGA和CPLD设计阶段的解决方案。图3-1说明了QuartusII软件的开发流程。图3-1　QuartusII软件开发流程此外，QuartusII软件允许用户在设计流程的每个阶段使用QuartusII图形用户界面、EDA工具界面或命令行界面。在整个设计流程中可以使用这些界面中的一个，也可以在不同的设计阶段使用不同的界面。Altera技术领先的QuartusII设计软件配合一系统可供客户选择的IP核，可使设计人员在开发和推出FPGA、CPLD和结构化的ASIC设计的同时，获得无与伦比的设计性能、一流的易用性以及最短的市场推出时间。这是设计人员首次将FPGA移植到结构化的ASIC中，能够对移植后的性能和功耗进行准确的估算。QuartusII软件支持VHDL和Verilog硬件描述语言（HDL）的设计输入、基于图形的设计输入方式以及集成系统设计工具。QuartusII软件可以将设计、综合、布局和布线以及系统的验证全部整合到一个无缝的环境之中。其中还包括第三方EDA工具的接口，如MATLAB等。QuartusII软件包括SOPCBuilder工具。SOPCBuilder针对可编程片上系统（SOPC）的各种应用自动完成IP核（包括嵌入式处理器、协处理器、外设、数字信号处理器、存储器和用户设定的逻辑）的添加、参数设置和连接进行操作。SOPCBuilder节约了原先系统集成工作中所需要大量时间，使设计人员能够在几分钟内将概念转化成真正可运行的系统。QuartusII与MAXPLUSII36天煌科技天煌教仪 THSOPC-3型FPGA开发板的设计方式基本一致。但在器件支持以及其它功能方面都有了很大的改进。其版本从QuartusII3.0一直升级到目前的QuartusII6.0。其操作和功能还在不但的改进。QuartusII5.1的安装与授权PC机的系统配置为了使QuartusII软件的性能达到最佳，Altera公司建议计算机的最低配置如下：◆　奔腾II400MHz，512MB以上和系统CPU和内存。◆　大于800MB的安装QuartusII软件所需要的最小硬盘空间。◆　Windows2000或WindowsXP或者WINNT4.0以上的操作系统◆　MicrosoftWindows兼容的SVGA显示器。◆　CD-ROM驱动器◆　至少有下面的端口之一：用于程序下载的并行接口（LPT口）用于通信的串行口；用于USB下载和通信的USB口。◆　MicrosoftIE5.0以上的浏览器◆　TCP/IP网络协议。1．QuartusII5.1的安装在满足系统配置的计算机上，可以按照以下的步骤来安装QuartusII软件（在这里以在WINDOWS2000操作系统下安装QuartusII5.0为）：将QuartusII设计软件的光盘放入计算机的光驱中，打开光盘并运行光盘中的安装程序INSTALL.EXE文件，出现如图3-2所示的安装界面。图3-2　安装选项界面（1）在图3-2中有四个安装选项，第一项表示安装QuartusII和其它应用软件(IntallQuartusIIandRelatedsoftware)；第二项表示安装Programmer软件（IntallStand-AloneProgrammer））；第三项表示安装授权管理服务器（IntallFLEXLMServer）第四项表示打开QuartusII的自述文件。我们首先选取第一项安装QuartusII软件，出现如图3-3和图3-4所示安装信息界面。36天煌科技天煌教仪 THSOPC-3型FPGA开发板图3-3　安装信息界面　图3-4　安装信息界面（1）点击图3-4安装信息界面的NEXT选项出现如图3-5所示的界面。图3-5　安装向导界面在图3-5安装向导中，根据光盘的安装内容和用户的需要来选择要安装的项目。如只安装QuartusII5.1则只选取第一项进行安装。（2）选取要安装的项目后点击NEXT继续安装，进入公司声明的一个界面如图3-636天煌科技天煌教仪 THSOPC-3型FPGA开发板所示。图3-6　公司声明信息界面在图3-6所示的界面中如果同意其公司声名则选取第一项继续进行安装，如果不同意其公司声名则选取第二项退出安装。（1）选取第一项同意其公司声名，点击NEXT继续进行安装出现如图3-7所示计算机有关信息界面。图3-7　计算机信息界面（2）点击图3-7中NEXT选项继续安装，进行如下图3-8所示安装路径选择界面。36天煌科技天煌教仪 THSOPC-3型FPGA开发板图3-8　安装路径选择界面用户可以点击上图3-8中的BROWSE选项，根据用户自己的需要来选取和设定要安装的软件的路径。设定好后点击NEXT进行其它安装路径的选取和设定，其方法与图3-8的方法一致。（1）经过一系列的安装路径的选取和设定之后，可以进入如图3-9所示的安装类型选择界面。用户可以选择完全安装模式（需要最大的用户空间）或用户自定义模式安装。（2）如果用户的安装硬盘空间足够大，建议选取完全安装模式进行安装。选取后，点击NEXT进入程序组名称设定界面如图3-10所示。图3-9　安装类型选择界面36天煌科技天煌教仪 THSOPC-3型FPGA开发板图3-10　程序组名称设定（1）在图3-10中用户可以在ProgramFolder项目下输入QuartusII所在程序组名称。输入完后，点击NEXT完成所有的安装设定，显示前面我们所设定的信息界面如图3-11所示。图3-11　安装设定信息（2）点击NEXT进行程序的安装过程如图3-12所示36天煌科技天煌教仪 THSOPC-3型FPGA开发板图3-12　安装过程界面（1）在图3-12所示的图中，直到安装进度条显示安装完成，则整个QuartusII的安装完成，出现如图3-13所示界面。图3-13　安装完成界面（2）在图3-13中有两个选项，如果选取其中的选项，点击Finish则打开相应的自述文件，不选取其中的选项，点击Finish则完成整个QuartusII的安装。QuartusII软件安装完成后，将显示安装成功与否的提示信息，应仔细阅读所提示的相关信息。1．QuartusII5.1的授权完成完QuartusII5.1软件安装之后，为了让软件能够正常运行，还必须36天煌科技天煌教仪 THSOPC-3型FPGA开发板给软件进行适当的设置和安装授权文件。Altera公司对QuartusII软件的授权有两种形式：一种是单用户的授权，另一种是多用户的授权。不管是哪一种授权，QuartusII都需要有一个有效的、未过期的授权文件License.dat。授权文件包括对Altera综合与仿真的授权。如果使用的是单用版的授权，需要安装软件狗。如果是多用户版的授权，需要对授权文件进行简单的改动，并且需要安装和配置FLEXlm授权管理服务器。下面以使用多用户版式的授权进行简单的安装说明。（1）将QuartusII设计软件的光盘放入计算机的光驱中，打开光盘并运行光盘中的安装程序INSTALL.EXE文件，出现如图3-14所示的安装界面。图3-14安装选项界面选择第三项进行授权管理服务器的安装。根据安装提示，确认安装路径等选项，直到安装成功。（2）将光盘中的SYS-CTP.DLL文件复制到QuartusII5.1所在的安装路径下的BIN子目录下，如按照上面的按装信息则应将该文件复制到路径C：/altera/quartus51/Bin目录下，覆盖原来该目录下的SYS-CTP.DLL文件。（3）在计算机的开始菜单中或者双击电脑桌面上QuartusII软件的图标，打开已安装好的QuartusII软件来进行QuartusII软件的授权与注册，第一次打开QuartusII软件则会出现如图3-15所示的提示信息。36天煌科技天煌教仪 THSOPC-3型FPGA开发板图3-15　QUARTUSII软件打开界面（1）在图3-15所出现的提示信息是表示QuartusII软件是用QuartusII的界面打开还是用MAXPLUSII的界面来打开QuartusII软件。选取其中的一项后，点击OK出现如图3-16所示的授权方式选择界面。图3-16　授权方式选择（2）首次启动QuartusII软件，因为还没有安装授权文件，会出现如图3-16的提示信息。给出了三种选项：第一项为执行30天的评估版模式，第二项为从altera公司网站自动提取授权以及指定一个有效的授权文件的位置。第三项为授权文件的安装选项。选取第三项，出现如图3-1736天煌科技天煌教仪 THSOPC-3型FPGA开发板所示的提示对话框。图3-17　LicenseSetup对话框（1）在图3-17的对话框中，软件会检测到计算机的NIC号码，使用者必须用这个号码将软件安装光盘提供的License.dat文件中的服务器的主机号码替换。其步骤如下：A、找到安装光盘中的License.dat文件，用记事本等编辑软件打开，下面以用记事本打开为例，会出现如下图3-18所示界面。图3-18　License文件B、用图3-17中的NIC号码替换掉文件中所有的“HOSTID=”后的相应号码。如我们的NIC号码为00023f060f27，授权文件的HOSTID=112233445566。则用00023f060f2736天煌科技天煌教仪 THSOPC-3型FPGA开发板替换所有的112233445566。在编辑菜单中选取替换命令，在查找内容框内输入“112233445566”在替换为框内输入“00023f060f27”。点击全部替换，完成HOSTID号的替换，如下图3-19所示：图3-19NIC号码的替换C、替换完成后，要重新对这个授权文件进行保存。其授权文件必须满足下面的条件：授权文件必须以.DAT为扩展名，避免在记事本中修改后保存为License.dat.txt。在文件下拉菜单中选取另存为选项，在其对话框中设定保存的路径、文件名、以及文件类型等选项。点击保存按钮完成文件的保存。其设定如图3-20所示：（1）完成对授权文件的修改后，回到LICENSESETUP对话框继续对软件的授权。在对话框的Licensefile选项选择刚修改过的License.dat文件，在对话框的中间的“LicenseAMPP/MegaCorefunctions”框中会出现授权后的AMPP/MegaCore功能。点击OK完成软件的授权，如图3-21所示：图3-20　License文件的保存36天煌科技天煌教仪 THSOPC-3型FPGA开发板图3-21　授权设置1．NIOSII5.1的安装altera公司在继全球范围内推出CycloneII和StratixII器件系列后又推出了支持这些新款FPGA系列的NiosII嵌入式处理器。。NiosII嵌入式处理器使用32位的指令集结构，完全与二进制代码兼容，定位于广泛的嵌入式应用。开发人员使用alteraNiosII处理器和FPGA，用户可以实现在处理器、外设、存储器和I/O接口方面的合理组合。同时提升系统的性能。在成本方面大大的降低了系统的成本。相对于QuartusII软件，其版本如果为4.0或以下版本则其配套的为Nios嵌入式处理器，其版式本如果为5.0或更高的版本则其配套的为NiosII嵌入式处理器。根据前面安装的QuartusII软件，我们以安装与之配套的NiosII5.1嵌入式系统软件。（1）将QuartusII设计软件的光盘放入计算机的光驱中，打开光盘并运行光盘中的安装程序INSTALL.EXE文件，出现如图3-22所示的安装界面。图3-22　安装项目选择36天煌科技天煌教仪 THSOPC-3型FPGA开发板（1）（2）与QuartusII软件安装相同，在安装项目中选择第一项安装NiosIIEvaluationEdition。选取后出现如图3-23所示安装向导。图3-23　安装向导（2）（3）点击NEXT继续安装，根据安装提示信息选择相应的安装选项。图3-24为安装路径设定对话框。图3-24　安装路径选择（3）与安装QuartusII软件相同，选取安装路径后点击NEXT进入安装项目选择对话框，如图3-25所示36天煌科技天煌教仪 THSOPC-3型FPGA开发板图3-25　安装项目选择（1）在图3-25中可以选取要安装的项目以及安装所需要的硬盘空间和当前硬盘的空间。建议在安装硬盘空间足够大的情况下，选取所有的安装项目进行安装。选取后点击NEXT出现如图3-26所示的提示信息对话框。图3-26　安装提示信息（2）选取“是”按钮继续进行安装，进行计算机开始菜单程序组名称的设定，其方法与QuartusII软件的安装基本一致。如图3-27所示：图3-27　安装提示36天煌科技天煌教仪 THSOPC-3型FPGA开发板（1）设定好后，点击NEXT进行NiosIIEvaluationEdition的安装。当安装进度条完成安装后出现如图3-28所示对话框，点击Finish后，整个NiosII的安装过程基本结束。图3-28　安装向导二、AT98Sispdown下载软件AT98Sispdown下载软件的使用说明如下：1．双击AT98Sispdown.exe软件：2．软件打开后，选择芯片识别菜单中的手动选择：3．弹出如下菜单，选择AT89S8253芯片：36天煌科技天煌教仪 THSOPC-3型FPGA开发板1．选择文件菜单下的“装载flash文件”：2．选择要装载的flash文件：36天煌科技天煌教仪 THSOPC-3型FPGA开发板1．擦除芯片：2．选择烧写flash：按照如上步骤完成单片机编程。36天煌科技天煌教仪 THSOPC-3型FPGA开发板第四章　USB电缆的安装与使用USB-Blaster下载电缆可以通过USB端口把PC和目标器件相连接。通过USB-Blaster下载电缆，PC可以将配置数据下载到目标器件中。由于设计变更等需要把配置数据很容易地下载到目标器件中，用户的设计原型和多次重复设计等验证工作可以很快速地完成。这都要得益于USB-Blaster下载电缆的快速、高效、便捷等优点。支持器件通过USB-Blaster下载电缆，您可以配置和编程Altera公司的器件，具体包括如下操作：下载配置数据到FPGA器件lStratixII、StratixIIGX、StratixGX和Stratix系列器件lCycloneII和Cyclone系列器件lAPEXII和APEX20K系列器件lACEX1K系列器件lMercury系列器件lFLEX10K、FLEX10KE和FLEX10KA系列器件lExcalibur系列器件下载配置数据到用户闪存（UFM）器件lMAXII系列器件下载配置数据到基于EEPROM的器件lMAX3000和MAX7000系列器件对增强型配置器件实施在线编程lEPC2、EPC4、EPC8、EPC16和EPC1441等器件l对串行配制器件实施在线编程lEPCS1、EPCS4、EPCS16和EPCS64等器件另外，USB-Blaster下载电缆支持以下目标系统电平标准：l5.0VTTLl3.3VLVTTL/LVCMOSl1.5V、1.8V、2.5V以及3.3V单端I/O（single-endedI/O）电源要求USB-Blaster下载电缆需要以下两组电源：lUSB方向需要5.0V电源l下载接口端需要与目标系统板工作电平一致的电源（1.5V、1.8V、2.5V、3.3V或5.0V等）软件要求USB-Blaster下载电缆仅能在Windows2000、WindowsXP和RedHatLinux36天煌科技天煌教仪 THSOPC-3型FPGA开发板操作系统中使用，需要安装QuartusII4.0或更高版本的开发下载软件。同时USB-Blaster下载电缆还支持下述软件：lQuartusIIProgrammer（用来编程或配置芯片）lQuartusIISgianlTapIILogicAnalyzer（进行逻辑分析）lQuartusIIProgrammer（单机版本）lQuartusIISgianlTapIILogicAnalyzer（单机版本）本节将介绍如何安装和设置USB-Blaster下载电缆，使其能够正确的配置或编程器件。按照如下指示，正确地连接USB-Blaster下载电缆到目标板：1．关闭目标板电源。2．将USB-Blaster下载电缆与目标板的10针AS插头相连接，如图4-1所示。3．将USB-Blaster下载电缆的USB端插入PC机的USB接口。4．重新给目标板上电。图4-1如果是第一次在装有Windows2000/XP的PC上使用USB-Blaster下载电缆，操作系统会弹出“发现新硬件”的安装向导，提示发现新的硬件，需要安装驱动，此时您可以参阅下面的“安装USB-Blaster驱动”来完成。安装USB-Blaster驱动WINXP中的驱动安装在安装驱动之前，首先检查USB-Blaster驱动是否已经存在（在安装完QuartusII后，驱动会出现在QuartusII系统安装目录driversusb-blaster目录下）。如果您未发现该驱动存在，您可使用随USB-Blaster配套光盘上的驱动。USB-Blaster下载电缆的驱动仅在您第一次插入PC时，系统会弹出“发现新硬件”的安装向导（如果是同一台PC，但是插入了其它USB端口，有可能也会出现“发现新硬件”的安装向导），此时您只需要按照下面的步骤进行安装便可。1．用USB线一端插入USB-Blaster下载电缆，另一端插入PC的USB接口，此时在桌面右下角的任务栏中将会出现如图4-2所示的发现新硬件的提示符。36天煌科技天煌教仪 THSOPC-3型FPGA开发板图4-2　系统提示发现新硬件1．稍等片刻，系统会弹出“找到新的硬件向导”的对话框，如图4-3所示。图4-3　安装驱动第一步2．选择“是，仅这一次(Y)”后，点击【下一步】继续，如图4-4所示。图4-4　安装驱动第二步36天煌科技天煌教仪 THSOPC-3型FPGA开发板1．选择“从列表或指定位置安装(高级)(S)”后，点击【下一步】继续，如图4-5所示。图4-5　安装驱动第三步2．选中“在搜索中包括这个位置(O):”后，通过【浏览】按钮，找到驱动程序所在位置（本例中以QuartusII5.0软件安装在D盘为例，相应的USB驱动就在D:alteraquartus50driversusb-blaster目录中）。驱动目录指定后，点击【下一步】继续。3．此时系统会安装驱动程序，稍等片刻，系统会弹出图4-6所示的提示对话框（由于该驱动程序未经过微软的徽标测试），此时点击【仍然继续】，继续安装驱动。图4-6　安装驱动第四步4．驱动安装结束后，系统会出现图4-7所示的提示驱动安装完成的对话框，直接点击【完成】，结束驱动安装。36天煌科技天煌教仪 THSOPC-3型FPGA开发板图4-7　安装驱动第五步1．进入“设备管理器”，查看硬件安装是否正确。正确安装USB-Blaster驱动后，会在“通用串行总线控制器”中出现“ALTERAUSB-Blaster”的设备。图4-8　查看安装的设备状况在QuartusII软件中设置USB-Blaster在USB-Blaster下载电缆驱动安装正确后，还需要在QuartusII软件中进行适当的设置才能使用，具体设置步骤如下：36天煌科技天煌教仪 THSOPC-3型FPGA开发板1．启动QuartusII软件。2．选择“Tools”菜单下“Programmer”。3．点击【HardwareSetup…】按钮，会出现设置硬件的对话框。4．在“Currentlyselectedhardware:”下拉菜单中选择“USB-Blaster[USB-0]”如图4-9所示。5．点击【Close】按钮，关闭硬件设置对话框。此时会返回到编程窗口，可以看到该窗口中列出了刚刚选择的下载电缆。6．在编程窗口中的“Mode”下拉菜单中，选择需要的下载模式。表4-1列出了各种编程模式。7．接下来的下载编程数据或配置器件等操作就跟使用ByteBlasterMV或ByteBlasterII电缆完全一样了。图4-9　选择USB-Blaster为当前可用下载电缆USB-Blaster下载电缆支持JointTestActiveGroup(JTAG)、PassiveSerialProgramming和ActiveSerialProgramming这三种下载模式。表4-1　编程模式列表36天煌科技天煌教仪 THSOPC-3型FPGA开发板USB-Blaster下载电缆规格指标USB-Blaster下载电缆有两个接线口，一个使用来与PC的USB端口相连的USB插头和一个用来与目标板相连接的10孔插头。通过USB-Blaster下载电缆，配置数据从PC的USB端口流向目标板，从而完成Quartus软件对目标器件的配置或编程。电压要求USB-Blaster的VCC(TRGT)引脚在下载编程的时候必须与对应器件的工作电平一致，具体的电压要求如表4-2所示。表4-2　VCC(TRGT)与各系列器件的对应关系下载电缆的连接USB-Blaster下载电缆与PC端的连接是通过标准USB电缆实现的，与目标板的连接是通过10孔插头来实现的。图4-10是USB-Blaster下载电缆的功能框图。图4-10　USB-Blaster功能框图36天煌科技天煌教仪 THSOPC-3型FPGA开发板USB-Blaster的下载连接头USB-Blaster下载电缆通过一个10孔插头与目标板上的10针插座相连接，图4-11是USB-Blaster下载电缆下载连接头的尺寸规格。表4-3列出了该插头在各种配置模式下的各个引脚对应的信号。图4-11为了使USB-Blaster能够与目标板正确的通信，目标电路板必须提供VCC(TRGT)和信号地给USB-Blaster下载电缆。表4-3　USB-Blaster在不同模式下对应的信号目标板下载插座目标板上与USB-Blaster下载电缆相连接的是一个10针（两排，每排536天煌科技天煌教仪 THSOPC-3型FPGA开发板针）的插座，这些引脚在目标板上应该根据配置模式，和正确的目标器件的配置接口引脚相连接。图4-12说明了该10针插座的详细尺寸规格。图4-12　目标板10针插座尺寸规格注意事项：1．USB下载电缆并不是SOPC-NIOSIIEDA实验箱标配的电缆。2．严格按照“硬件连接”中提及的顺序进行操作。3．禁止在数据下载过程中拔掉USB-Blaster下载电缆。4．USB-Blaster下载电缆与目标板连接前，请确认板上10针插座的顺序与USB-Blaster下载电缆的10孔插头相一致，且供电电压等满足表4-2列出的要求。疑难解答：1．USB-Blaster下载电缆插入PC的USB接口后，系统没有任何反应。答：请先插入其它USB设备（如U盘）到您的PC机，首先确认USB端口工作正常。也可将USB-Blaster下载电缆插入到别的PC机，以确认是否USB-Blaster下载电缆出现故障。2．在QuartusII的HardwareSetup中找不到USB-Blaster下载电缆。答：请检查USB-Blaster下载电缆连接是否正确，工作是否正常。正常状态时，USB-Blaster下载电缆上的USB指示灯应该常亮；如果闪烁或熄灭，则表示USB通信有误，请拔下后重新插入USB-Blaster下载电缆，直至USB状态指示灯显示正常。3．找不到目标器件。答：请首先用ByteBlasterII或ByteBlasterMV电缆下载该器件，以证明目标板工作正常。4．下载数据不稳定，时对时错，有时甚至无法下载。答：请检查您的目标板是否有虚焊、系统有否短路和断路、系统电压是否稳定正常、电源纹波大小等。36天煌科技天煌教仪