Quartus II与Verilog FPGA设计入门

"Quartus II入门指南是针对使用Verilog进行FPGA设计的学习资料，主要涵盖了从创建新工程到最终测试设计电路的全过程。软件版本为Quartus II 10.0和ModelSim-Altera 6.5e。典型的FPGA CAD设计流程包括设计输入、综合、功能仿真、布局布线、时序分析和时序仿真，最后是编程与配置。本指南将详细介绍这些步骤，并以创建一个简单的双路灯控电路为例进行实践操作。" 在Quartus II中，设计流程通常按照以下步骤进行： 1. **开始**: 设计始于新建一个工程。工程是Quartus II中组织设计的基本单元，所有的设计文件和信息都会保存在对应的文件夹中。首先，你需要在硬盘上选择一个位置创建一个新的文件夹，比如在D盘的introtutorial文件夹，来存放工程文件。 2. **新建工程**: 启动Quartus II软件，你会看到主界面，它由多个窗口组成，便于管理不同的设计任务。点击“File”菜单，然后选择“New Project Wizard”来创建一个新的工程。 3. **录入Verilog设计**: 在工程中，你可以编写Verilog代码来描述你的电路。Verilog是一种硬件描述语言，允许你用接近于自然语言的方式来描述数字逻辑。在Quartus II中，你可以使用文本编辑器或者集成的文本编辑窗口来编写代码，例如编写一个简单的双路灯控电路。 4. **编译设计**: 编写完Verilog代码后，需要进行编译。编译过程会将Verilog代码转换为逻辑网表，这个过程称为综合。Quartus II会执行这个过程，检查语法错误并优化逻辑。 5. **引脚分配**: 综合完成后，你需要分配设计的输入和输出引脚到FPGA的实际管脚上。这一步骤确保你的设计能够在物理设备上正确连接。 6. **仿真设计电路**: 在将设计下载到FPGA之前，应先进行功能仿真以验证设计的正确性。ModelSim是一个常用的仿真工具，可以用来运行你的Verilog代码，观察其在各种条件下的行为。 7. **布局布线与时序分析**: Quartus II的布局布线工具会决定逻辑元素在FPGA内部的位置，并生成相应的配置文件。随后，时序分析会评估电路的延迟，确保满足性能要求。 8. **编程及配置到FPGA器件**: 最后，将编译和优化后的设计编程到FPGA器件中。这通常通过JTAG接口完成，配置文件会被加载到FPGA的配置存储器，从而实现电路的逻辑功能。 9. **测试设计电路**: 一旦编程完成，可以通过外部硬件连接和测试平台来验证FPGA上的设计是否按预期工作。这可能涉及到编写测试程序或使用示波器等仪器进行观察。 通过这个入门指南，读者将逐步掌握使用Quartus II和Verilog进行FPGA设计的基本技能，从理解CAD流程到实际操作，从而能够独立完成一个简单的FPGA项目。