FPGA经典入门教程
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FPGA学习步骤FPGA(Field Programmable Gate Array)是一种可编程的数字逻辑设备,具有强大的计算能力和灵活性。
学习FPGA涉及多个方面的知识和技能,以下是一个学习FPGA的步骤。
1.学习数字电路基础知识:学习数字逻辑、组合逻辑、时序逻辑、时钟域等基础知识。
了解逻辑门、多路选择器、编码器、解码器等基础组件的工作原理和常见应用。
2. 学习HDL语言:FPGA设计通常使用硬件描述语言(HDL)进行,如VHDL或Verilog。
学习HDL语言的基本语法、数据类型、运算符以及模块化设计方法。
掌握HDL语言的基本语法和常用语句,能够编写简单的模块。
同时,了解设计模块之间的连接和通信方式。
3. 熟悉开发工具:选择一款FPGA开发工具,如Xilinx ISE、Altera Quartus等,并熟悉其使用方法。
掌握工具的安装、项目的创建、仿真、烧写等基本操作。
了解工具中提供的IP核和库函数,以及如何使用这些资源来简化设计过程。
4.学习FPGA体系结构:了解FPGA的基本组成元件和工作原理,包括可编程逻辑单元(PLU)、片上存储器(BRAM)和片上时钟管理等。
熟悉FPGA的时序特性和时钟域设计方法,掌握时钟驱动设计的原则和技巧。
5.设计简单的数字逻辑电路:从简单的数字逻辑电路开始,如全加器、加法器、乘法器等。
通过HDL语言编写这些电路的设计和仿真测试,然后在FPGA上实现并验证电路功能。
通过不断实践,加深对数字逻辑电路设计和FPGA实现的理解。
6.学习FPGA高级应用:掌握FPGA高级应用的设计方法,如时序逻辑设计、状态机设计、数据通路设计等。
了解时分复用(TDM)、频分复用(FDM)、空分复用(SDM)等常用数据传输方式的原理。
学习高级FPGA设计技术,如流水线设计、多周期设计、并行设计等。
7.学习FPGA外设接口:了解FPGA的外设接口标准,如UART、SPI、I2C、PCIe等,以及各种外设的工作原理和接口电路设计。
Altera FPGA开发入门教程目录目录第一章 Altera FPGA 开发流程概述 (1)1.1 你需要准备的 (1)1.2 Altera FPGA 基本开发流程 (1)第二章 QuartusII 软件安装教程 (4)第三章 完成第一个FPGA设计 (20)3.1 启动和建立QuartusII工程 (20)3.2 编辑我们的设计文件 (27)3.3 综合、布局布线 (30)3.4 引脚约束 (34)3.5 再次综合、布局布线 (37)第四章 配置FPGA (38)4.1 JTAG配置 (38)4.2 JIC烧写 (42)第一章Altera FPGA 开发流程概述本章介绍Altera FPGA的最基本最简单的开发流程,目的在于让您更直观了解FPGA开发设计过程,最快上手FPGA开发,最快找到感觉:-)1.1你需要准备的●兴趣无需多言,兴趣是最好的老师!●基本电路知识学习FPGA最好能懂一些模拟电路和数字电路的基础知识,比如知道什么是高电平、低电平、逻辑门、触发器、电阻电容、发光二极管等。
只需基本概念即可,不要求你是专家。
当然,如果你有单片机之类的开发经验,那会更好!●Verilog语言是的,我们用Verilog进行FPGA设计。
因为近年来,Verilog的使用率已经远远超过VHDL。
你不需要太精通Verilog的语法,但是你需要用硬件的思维来学习和使用Verilog。
在接下来的FPGA学习中,我们会反复强调这一点,以便带给你更深的体会。
●硬件平台纸上得来终觉浅。
一块优秀而又易用的入门级FPGA开发板,会祝您一臂之力!1.2A ltera FPGA 基本开发流程图1- 1展示了Altera FPGA的基本开发流程。
12图1- 1 Altera FPGA 基本开发流程这个流程可能是你看过类似教程中最简单的流程。
是的,为了让学者能直观了解FPGA 设计流程、快速入门,我们简化了一些东西,但它已经基本完整了。
第一讲:QUARTUS II 安装及工程建立 (1)1.1Q UARTUS II安装 (1)1.1.1QuartusII安装文件夹内容 (1)1.1.2QuartusII安装步骤 (2)1.1.3QuartusII破解步骤 (3)1.2工程建立 (7)第二讲:VERILOG HDL语言的应用与仿真 (14)2.1分频器原理说明 (14)2.2编写V ERILOG HDL程序 (14)2.3程序仿真 (24)第三讲:原理图方式编程及I P核调用 (35)第四讲:程序下载 (61)4.1引脚配置 (61)FPGA教程——Quartu s II 入门指南第一讲:Q u a r t u s I I安装及工程建立。
第二讲:V e r i l o g H D L语言的运用及仿真。
第三讲:原理图方式编程及I P核调用。
第四讲:程序下载。
第一讲:Quartus II 安装及工程建立1. 1QuartusII安装本指南的QuartusII版本是QuartusII 7.2。
1.1.1QuartusII安装文件夹内容从网上下载或是从其它地方考贝来的QuartusII7.2文件夹内包含两个文件:72_quartus_windows.exe和压缩文件Crack_QII72,如图1-1所示。
图1-1 QuartusII安装文件夹包含文件1.1.2QuartusII安装步骤(1)双击72_quartus_windows.exe文件,出现QuartusII7.2对话框,如图1-2。
图1-2 QuartusII7.2对话框(2)点击Install按钮,开始安装,等待完成出现Quartus II 7.2 Setup安装对话框,如图1-3,点击Next,对话框变为图1-4所示,选择同意选项,点击Next,直到出现图1-5,单击Finish完成安装。
图1-3 Quartus II 7.2 Setup安装对话框图1-4 Quartus II 7.2 Setup安装对话框图1-5 Quartus II 7.2 Setup安装对话框1.1.3QuartusII破解步骤(1)解压文件Crack_QII72,出现四个文件license.DAT,Quartus_II_7.2_b151破解器.exe,sys_cpt.dll,读我.txt,如图1-6所示,其中读我.txt文件有破解说明。
FPGA入门教程FPGA(Field-Programmable Gate Array)是一种可编程逻辑器件,可以根据用户的需求进行配置,用于实现各种不同的逻辑电路。
相比于ASIC(Application-Specific Integrated Circuit), FPGA在设计周期、成本和灵活性方面具有明显的优势。
本教程将介绍FPGA的基本概念、设计流程和常见的编程方法。
一、FPGA的基本概念FPGA由可编程逻辑单元(Look-Up Tables, LUTs)、寄存器和多路复用器等基本元件组成。
这些元件通过一系列的可编程连线来连接,从而实现用户所需的电路功能。
用户可以通过编程来配置FPGA的连线和逻辑单元,从而实现不同的电路功能。
二、FPGA的设计流程1.需求分析:明确设计的目标和需求,确定需要实现的功能。
2.电路设计:将所需的功能转化为电路设计,包括逻辑门电路的设计和连线规划。
3.编程语言选择:选择一种适合的编程语言进行FPGA的编程。
常见的编程语言包括VHDL和Verilog。
4.编写代码:使用选定的编程语言编写FPGA的代码,其中代码包括包括逻辑电路和连线规划。
5.仿真验证:通过仿真软件对FPGA的代码进行验证,确保电路的正确性。
6.综合和布局布线:将FPGA的代码进行综合,将其转换为真正的逻辑电路。
然后进行布局布线,将逻辑电路映射到FPGA的可编程连线中。
8.测试和调试:对FPGA进行测试和调试,检查功能和性能是否符合设计需求。
三、FPGA的编程方法1.结构化编程:采用模块化设计方法,将FPGA的功能划分为若干个模块,每个模块负责实现特定的功能。
然后,将这些模块进行实例化和连接,构建成完整的电路。
2.状态机设计:利用状态机的概念来描述和实现电路的行为。
将电路分为若干个状态,并定义状态之间的转移条件。
通过寄存器和逻辑门来实现状态机的转移和控制逻辑。
3.时序分析:对FPGA的时序进行分析,在设计和布局布线过程中保证电路的正常工作。