Quartus II与Verilog FPGA设计实验教程

"Verilog hdl实验指导书_new.pdf" 这篇实验指导书主要涵盖了使用EDA工具Quartus II进行SOPC（System on a Programmable Chip）设计的基本过程，以及通过Verilog HDL语言设计数字电路的系列实验。该文档特别适用于初学者，详细介绍了Quartus II软件的使用，包括设计输入、编译、仿真和编程下载等多个环节，并提供了多个实用的Verilog HDL实验案例。 首先，Quartus II是Altera公司开发的一款强大的FPGA/CPLD设计软件，用于实现硬件描述语言（HDL）的设计输入、逻辑综合、时序分析、引脚分配、编程下载等功能。在Quartus II的设计过程中，主要包括以下几个步骤： 1. 建立新项目：创建项目时，需要指定一个顶层设计文件，项目名应与这个文件名保持一致。这一步骤通常涉及设置项目属性、选择目标器件等。 2. 设计输入：Quartus II支持多种输入方式，包括图形化的原理图输入、文本编辑（如Verilog HDL或VHDL）、内存编辑（如Hex或Mif文件），以及通过第三方EDA工具输入的EDIF、HDL、VQM等格式。此外，还可以使用LPM（Library of Predefined Modules）和宏功能模块来加速设计。 3. 编译：在指定器件、锁定引脚后，开始编译过程。编译包括预处理、合成、映射、布线等步骤，最终生成编程文件。编译报告会提供详细的设计信息，如逻辑资源占用、时序分析结果等。 4. 仿真：Quartus II内置了仿真工具，可以对设计进行功能验证，确保逻辑正确性。 5. 编程下载：完成设计并验证无误后，可以通过Quartus II将设计烧录到目标硬件（如GW48-PK2 SOPC/DSP实验开发系统）上。 实验部分，书中的内容详细列出了8个基于Verilog HDL的数字电路设计实验，这些实验涵盖了基础的逻辑门、组合逻辑电路、时序逻辑电路以及更复杂的系统设计，如： - 实验1：4选1多路选择器设计，旨在让学生理解多路选择器的工作原理及其Verilog HDL描述。 - 实验2：8位硬件加法器设计，涵盖了基本的数字逻辑运算。 - 实验3：八位移位寄存器设计，讲解了移位操作在数字电路中的应用。 - 实验4：移位相加8位硬件乘法器电路设计，展示了如何使用Verilog实现更复杂的算术操作。 - 实验5：任意模加法/减法计数器，涉及计数器设计和Verilog中的计数逻辑。 - 实验6：六分频器的设计，学习频率分频概念。 - 实验7：交通灯控制系统，实际应用中的案例，包含状态机设计。 - 实验8：A/D采样控制电路设计，涉及到模拟信号与数字信号的转换控制。 这些实验不仅加深了对Verilog HDL语言的理解，也锻炼了实际动手能力，为SOPC系统设计打下坚实的基础。同时，GW48教学实验系统原理与使用介绍，使得学生能够更好地掌握实验平台的使用，确保设计能够顺利在硬件上实现。