Quartus初探：DE10-Standard上实现双控开关的设计与流程

本次实验将围绕"exp00 Quartus使用初步1"的主题，主要探讨如何在FPGA开发环境中，特别是使用Altera的Quartus 17.1工具进行数字逻辑设计。实验旨在让学生熟悉DE10-Standard开发板，并通过设计一个实际应用——双控开关，了解FPGA开发的基本流程。 首先，FPGA开发流程主要包括设计、编译、仿真、编程和硬件验证等步骤。设计阶段涉及Verilog语言编写，这是FPGA设计的关键部分，需要理解并遵循特定的语法结构。编译过程是对设计文件进行语法分析和逻辑实现，确保设计正确无误。接着是功能仿真，用于验证设计逻辑的功能性。综合与布局布线则将逻辑功能映射到实际的硬件元件上，生成网表和二进制文件。后端仿真则考虑物理因素，检查设计是否满足性能需求。最后，将二进制文件写入FPGA并在硬件上进行实际测试，确保功能的正确性和稳定性。 设计目标设定为实现一个双控开关，它通过两个独立的拨动开关(A和B)控制一盏灯(F)，逻辑表达式为F = A⊕B = (A' * B) + (A * B')，这展示了基本的逻辑门级设计原理。在这个过程中，学生需要创建一个新的工程，将顶层实体命名为my_first_fpga，保持与项目初始设置的一致。 在实际操作中，学生需要打开Quartus IDE，通过图形用户界面进行工程的建立和设计文件的导入。他们会学习如何在Quartus中创建输入设计文件，配置各个信号和模块，以及如何连接它们以形成完整的逻辑电路。此外，还会涉及到使用设计视图、逻辑综合器和布局编辑器等工具进行设计和优化。 这次实验不仅教授了FPGA开发的基础知识，还锻炼了学生的实践能力和逻辑思维，让他们理解如何将理论知识转化为实际的硬件设计。通过完成双控开关的设计，学生能够深入体验FPGA开发的各个环节，并为后续更复杂的FPGA项目打下坚实基础。