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新起点FPGA开发指南V1.3−ALIENTEK 新起点 NewStart 开发板教程 供学习使用,如有需要可以买新起点开发板。 FGPA能做什么呢?可以毫不夸张地讲,FGPA能完成任何数字器件的功能,上至高性能CPU, 下至简单的74电路,都可以用FGPA来实现。FGPA如同一张白纸或是一堆积木,工程师可以通过 传统的原理图输入或硬件描述语言(如Verilog HDL、VHDL)自由地设计一个数字系统。通过软 件仿真,可以事先验证设计的正确性。在PCB(电路印制板)完成以后,还可以利用FGPA的在线 修改能力,随时修改设计而不必改动硬件电路。使用FGPA来开发数字电路,可以大大缩短设计 时间,减少PCB面积,提高系统的可靠性。
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ALIENTEK NEW START 开发板教程
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FPGA 开发指南V1.3
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III
新起点 FPGA 开发指南
内容简介 ........................................................................ 1
前 言 ......................................................................... 2
第一篇 硬件篇 ............................................................... 3
FPGA简介 ................................................................. 4
1.1 FPGA的由来与特点 .................................................. 5
1.2 FPGA的基本结构 .................................................... 8
1.3 FPGA的设计流程 ................................................... 12
实验平台简介 ............................................................ 16
2.1 ALIENTEK新起点EP4CE10开发板资源初探 .............................. 17
2.2 ALIENTEK新起点FPGA开发板资源说明 ................................. 19
2.2.1 硬件资源说明 .............................................. 19
2.2.2 软件资源说明 .............................................. 24
2.2.3 新起点IO引脚分配 .......................................... 25
硬件资源详解 ............................................................ 31
3.1 开发板原理图详解 ................................................. 32
3.1.1 FPGA ...................................................... 32
3.1.2 时钟输入 .................................................. 34
3.1.3 JTAG 接口 ................................................. 35
3.1.4 时钟/复位/按键电路 ........................................ 35
3.1.5 LED ....................................................... 36
3.1.6 有源蜂鸣器 ................................................ 36
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IV
新起点 FPGA 开发指南
3.1.7 电容触摸按键 .............................................. 37
3.1.8 数码管 .................................................... 37
3.1.9 VGA 接口 .................................................. 38
3.1.10 RGB LCD 模块接口 .......................................... 39
3.1.11 红外接收头 ................................................ 40
3.1.12 单总线接口 ................................................ 41
3.1.13 EEPROM .................................................... 42
3.1.14 实时时钟 .................................................. 42
3.1.15 环境光传感器 .............................................. 43
3.1.16 SDRAM ..................................................... 43
3.1.17 USB串口 ................................................... 44
3.1.18 OLED/摄像头模块接口 ....................................... 44
3.1.19 SD卡接口 .................................................. 45
3.1.20 SPI FLASH ................................................. 46
3.1.21 ATK模块接口 ............................................... 46
3.1.22 WIRELESS模块接口 .......................................... 47
3.1.23 引出IO口 .................................................. 47
3.1.24 FPGA 电源设计 ............................................. 48
3.1.25 电源适配器输入接口 ........................................ 49
3.1.26 电源按键开关 .............................................. 50
3.1.27 电压转换电路 .............................................. 51
3.1.28 电源输入输出接口 .......................................... 51
3.2 开发板使用注意事项 ............................................... 52
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V
新起点 FPGA 开发指南
3.3 FPGA的学习方法 ................................................... 53
第二篇 软件篇 .............................................................. 55
Quartus II软件的安装和使用 .............................................. 56
4.1 Quartus II软件的安装 ............................................. 57
4.2 USB Blaster驱动安装 .............................................. 62
4.3 Quartus II软件的使用 ............................................. 66
4.3.1 新建工程 .................................................. 66
4.3.2 设计输入 .................................................. 74
4.3.3 配置工程 .................................................. 79
4.3.4 分析与综合(编译) ........................................ 81
4.3.5 分配引脚 .................................................. 83
4.3.6 编译工程 .................................................. 85
4.3.7 下载程序 .................................................. 86
4.3.8 固化程序 .................................................. 91
4.4 SignalTap II软件的使用 ........................................... 98
Modelsim软件的安装和使用 ............................................... 111
5.1 Modelsim的安装 .................................................. 112
5.2 Modelsim的使用 .................................................. 117
5.2.1 手动仿真 ................................................. 118
5.2.2 自动仿真(联合仿真) ..................................... 131
5.2.3 testbench(激励)文件的编写 .............................. 142
第三篇 语法篇 ............................................................. 146
Verilog HDL语法 ........................................................ 147
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