第三章 Altera的 CPLDFPGA
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FPGA配置模式时间:2011-09-12 23:15:16 来源:作者:FPGA有多种配置模式:并行主模式为一片FPGA加一片EPROM的方式;主从模式可以支持一片PROM编程多片FPGA;串行模式可以采用串行PROM编程FPGA;外设模式可以将FPGA作为微处理器的外设,由微处理器对其编程。
如何实现快速的时序收敛、降低功耗和成本、优化时钟管理并降低FPGA与PCB并行设计的复杂性等问题,一直是采用FPGA的系统设计工程师需要考虑的关键问题。
如今,随着FPGA向更高密度、更大容量、更低功耗和集成更多IP的方向发展,系统设计工程师在从这些优异性能获益的同时,不得不面对由于FPGA前所未有的性能和能力水平而带来的新的设计挑战。
在很多项目设计中采用Altera 公司基于SRAM架构Cyclone系列器件。
Cyclone器件与其他FPGA器件一样是基于门阵列方式为用户提供可编程资源的,其内部逻辑结构的形成是由配置数据决定的。
这些配置数据可通过多种模式加载到FPGA内部的SRAM中,由于SRAM的易失性,每次上电时,都必须对FPGA进行重新配置。
1 Cyclone FPGA 配置模式Cyclone系列FPGA器件配置方案主要有三种,包括使用低成本配置芯片的主动串行(AS)配置、被动串行(PS)配置以及基于JTAG配置,实际应用时可以使用其中的一种方案配置Cyclone系列FPGA器件,来实现用户编程所要实现的功能。
Cyclone系列FPGA器件是用SRAM单元配置数据的。
由于SRAM掉电后容易丢失数据,配置数据必须即时地下载到上电的Cyclone器件中。
不同的配置模式可采用不同的专用配置芯片或数据源这三种配置模式是由Cyclone器件的模式选择引脚MSEL1和MSEL0的高低电平来决定的,如果你的实际应用只要求单一的配置模式,可以把模式选择引脚连接到VCC端或接地端在切换引脚的过程中,器件的运行状态不会被影响。
【第一章】1、FPGA芯片的发展主要体现在哪几个方面?未来的发展趋势是什么?(1) 大容量、低电压、低功耗(2) 系统级高密度(3) FPGA和ASIC出现相互融合。
(4) 动态可重构2、EDA技术的优势是什么?缩短开发周期,有各类库的支持,简化逻辑设计,有利于设计文档的管理,能仿真测试,开发者有自主权,将所有开发环节纳入统一的自顶向下的设计中,有效的利用了计算机的自动设计能力。
3、EDA的设计流程包括哪几个环节?①设计输入(原理图/HDL文本编辑)②综合③FPGA/CPLD 适配④时序仿真与功能仿真⑤FPGA/CPLD编程下载⑥FPGA/CPLD器件电路硬件检测。
4、硬件描述语言的种类有哪些?VHDL 、Verilog HDL、SystemVerilog、System C 等5、自顶向下设计方法的优点是什么?过程大部分由计算机完成,可植性强,便于系统的优化和升级,以及对模型进行及时的修改,以改进系统或子系统的功能,更正设计错误,提高目标系统的工作速度,减小面积耗用,降低功耗和成本等。
在EDA技术应用中,自顶向下的设计方法,就是在整个设计流程中各设计环节逐步求精的过程。
高效,高稳定性,省时省力,成本较低。
6、ip核可分为哪几类?①软IP 、②固IP、③硬IP7、ip在EDA技术的应用和发展中的意义是什么?IP就是将某些功能固化,而当EDA设计也需要这些功能的时候,就可以直接将植入了此功能的IP拿过来直接用,而不用再重新设计。
这样既可以提高效率又可以减少设计风险。
IP核具有规范的接口协议,良好的可移植与可测试性,为系统开发提供了可靠的保证。
8、EDA的概念Electronic Design Automation,电子设计自动化。
简单一点EDA技术就是以计算机为工具,设计者在EDA软件平台上,用硬件描述语言完成设计文件,然后由计算机自动地完成逻辑编译,化简,分割,综合,优化,布局,布线和仿真,直至对于特定目标芯片的适配编译,逻辑映射和编程下载等工作。
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。
第一章EDA概述1.1EDA技术的涵义一、EDA技术的涵义EDA(Electronic Design Automation)即电子设计自动化是指利用计算机完成电子系统的设计。
二、 EDA技术的分类EDA技术分:广义的EDA技术和狭义的EDA技术广义的EDA技术是指以计算机和微电子技术为先导,汇集了计算机图形学、数据库管理、图论和拓扑逻辑、编译原理、微电子工艺与结构学和计算数学等多种计算机应用学科最新成果的先进技术。
狭义的EDA技术是指以大规模可编程逻辑器件为载体,以硬件描述语言HDL为系统逻辑的主要表达方式,借助功能强大的计算机,在EDA 工具软件平台上,对用HDL描述完成的设计文件,自动完成用软件方式设计的电子系统到硬件系统的逻辑编译、逻辑简化、逻辑分割、逻辑综合及优化、逻辑布局布线、逻辑仿真,直至对特定目标芯片的适配编译、逻辑映射、编程下载等工作,最终形成集成电子系统或专用集成芯片ASIC(Application Specific Integrated Circuits)的一门新技术。
本书中提到的EDA技术指的是狭义的EDA技术。
1.2EDA技术的发展历史EDA技术的发展,大致经历了三个发展阶段:1.计算机辅助设计CAD 2.计算机辅助工程设计CAE 3.电子设计自动化EDA1.3 EDA技术的基本特征EDA技术的基本特征主要包括:1.EDA技术采用自顶向下的设计方法2.EDA技术的设计语言是硬件描述语言3.EDA技术具有逻辑综合和优化的功能4.EDA技术采用开放性和标准化的软件框架1.4 EDA的主要内容EDA技术主要这几方面的内容: 1.可编程逻辑器件2.硬件描述语言3.软件开发工具1.可编程逻辑器件可编程逻辑器件是一种由用户编程以实现某种逻辑功能的新型件。
可编程逻辑器件也称为可编程ASIC,它是EDA技术的物质基础。
2.硬件描述语言HDL语言是EDA技术的重要组成部分,它是一种用于描述硬件电子系统的计算机语言,它用软件编程的方式来描述电子系统的逻辑功能、电路结构和连接形式。