FPGA技术教程：Quartus II编译与仿真顶层设计

本资源是一份关于FPGA技术的教程，涵盖了从顶层设计文件的编译到仿真的步骤，以及FPGA的基本概念和发展历程。 在 FPGA 技术中，顶层设计文件的编译是至关重要的一步。Quartus II 是Altera公司开发的FPGA综合与开发工具，用于对硬件描述语言（如VHDL或Verilog）编写的电路设计进行编译和仿真。在教程的第（4）部分，用户被指导如何通过执行“Quartus II”菜单下的“Compiler”命令来编译顶层设计文件TOP.gdf。这个过程会将设计转化为设备可以理解的物理布局，确保逻辑功能的正确实现。如果需要生成元件符号以供设计视图使用，还可以通过“File”菜单下的“Create Default Symbol”命令来创建。 接着，教程进入第（5）部分，讨论了仿真顶层设计文件的流程。在编译过程中，Quartus II 自动执行了延时网表提取，这使得电路能够进行仿真。用户需要创建TOP.scf波形文件，定义输入波形，并使用“File--Project—Save & Simulate”命令来启动仿真。仿真结果会在波形编辑窗口中显示，帮助设计者验证电路的行为是否符合预期。 FPGA（Field-Programmable Gate Array）是一种可编程逻辑器件，允许用户根据需求自定义其内部逻辑结构。教程中提及了FPGA的发展历程，从20世纪70年代的PROM和PLA，到80年代的PAL、GAL，再到Xilinx推出的首款FPGA，以及Lattice公司的ISP技术，展示了FPGA如何从简单的编程逻辑器件发展成为高度复杂的现场可编程系统。 在第二章中，CPLD（Complex Programmable Logic Device）和FPGA被一起介绍。CPLD通常具有固定的逻辑宏单元阵列，适合中等规模的逻辑设计，而FPGA则拥有更灵活的可配置逻辑块和连线资源，适用于更复杂的设计。第三章深入探讨了硬件描述语言（HDL），如VHDL和Verilog，它们是描述和实现FPGA设计的主要工具。 第四章介绍了Quartus II工具的使用，特别是针对Verilog HDL的建模与仿真，这对于理解和调试FPGA设计至关重要。通过这一工具，开发者可以创建、编译、仿真和下载设计到实际的FPGA设备中。 这份教程旨在提供一个通俗易懂的FPGA入门指南，涵盖了从基本概念、器件历史，到实际设计与验证的完整流程。对于想要学习和掌握FPGA设计的人来说，这是一个宝贵的资源。