FPGA初学者指南：从流水灯开始

"这篇教程是针对初学者的FPGA入门指南，主要介绍如何使用QuartusII软件创建第一个工程，并实现流水灯的代码设计。文章首先指出在软件编程学习中的‘Hello World!’例程，但在硬件领域，通常从实现流水灯开始。文中详细步骤演示了如何一步步建立一个FPGA工程，包括选择工程目录、命名、添加目标器件等。接着，文章介绍了工程的文件结构和各模块功能，包括顶层模块、分频模块和LED显示模块。在代码设计部分，展示了如何编写verilog代码，包括定义输入输出接口和分频器的实现。通过分频，将50MHz的时钟降低到10Hz，以便LED灯的闪烁能被人眼察觉。" 在这个从零开始的FPGA学习旅程中，作者强调了QuartusII软件的使用，这是一个常用的FPGA开发工具，由Altera（现在被Intel收购）开发。QuartusII提供了一个集成的环境，用于设计、仿真、综合、编程和调试FPGA项目。在创建第一个工程时，用户需要设置工程名称和顶层文件名，选择存放工程的目录，避免使用空格和中文路径。选择目标器件是关键一步，因为它决定了FPGA芯片的具体型号，不同的器件拥有不同的逻辑单元、存储器资源和I/O引脚。 在代码设计部分，作者提到了两个重要的Verilog模块。Verilog是一种硬件描述语言，用于描述数字系统的逻辑行为。`water_led.v`是顶层模块，它实例化了其他子模块，并定义了输入时钟`clk`、复位信号`rst_n`和输出LED数据`led_data`。`clk_design.v`模块则是分频器，它的任务是将高速时钟（50MHz）降低到10Hz，这可以通过计数器和比较器实现，使得LED灯的闪烁频率适于人眼观察。 这个教程对于初次接触FPGA的人来说是一个很好的起点，通过实际操作理解FPGA的设计流程和基本概念。通过流水灯的实现，读者可以学习到FPGA设计的基础，包括时序逻辑、分频和模块化设计原则。后续章节可能会更深入地探讨QuartusII的其他功能和更复杂的FPGA设计技巧。