FPGA设计入门：从Quartus II到NIOS II实战

"FPGA经验分享，包括FPGA设计流程的详细介绍，以及QUARTUS II软件和NIOS II软核处理器的使用指南，适合FPGA初学者快速入门和深入理解。" 在电子工程领域，FPGA（Field-Programmable Gate Array）是一种可编程逻辑器件，允许设计者根据需求定制电路功能。这篇实验指导手册提供了丰富的FPGA设计经验，旨在帮助初学者掌握FPGA设计的基本流程和技巧。 首先，手册详细介绍了ALTERA的QUARTUS II软件，它是FPGA设计中常用的集成开发环境。QUARTUS II的设计过程包括创建工程、建立设计、编译综合、仿真、设备分配、管脚分配、程序下载以及调试。设计者需要熟悉软件的操作界面，如工程管理、源代码编辑、符号编辑等功能。在建立工程时，可以使用QUARTUS II Block Editor绘制原理图，或者使用Text Editor和Symbol Editor编写Verilog HDL、VHDL或AHDL代码。同时，QUARTUS II支持Altera的宏功能模块，简化设计过程。 在编译综合阶段，软件会将高级语言代码转化为硬件描述语言，然后进行逻辑优化，生成相应的配置文件。仿真工程则允许设计者在实际下载到硬件之前验证设计的正确性。分配设备与管脚是将设计映射到具体FPGA芯片的过程，而程序下载则是将配置文件烧录到FPGA中。最后，SignalTap II逻辑分析器的使用有助于调试，通过设置触发器来观察内部信号状态。 手册中还涵盖了NIOS II软核处理器的使用，这是一款嵌入在FPGA中的轻量级CPU。通过SOPCBuilder工具，设计者可以自定义硬件系统，包括选择处理器、外设和总线结构。硬件开发流程包括系统设计、设置和生成，而软件开发流程涉及软件代码编写和调试。 手册的上机实验部分为读者提供了实践经验，包括QUARTUS II软件的学习和VERILOG HDL基础实验。这些实验涵盖了从简单的组合逻辑和时序逻辑设计，到七段数码显示器和矩阵键盘等实际应用，旨在帮助学习者逐步提升FPGA设计能力。 这份FPGA设计应用实验手册为初学者提供了一个全面的学习路径，从基本的软件操作到复杂的硬件设计，一步步引导读者深入理解FPGA的设计原理和应用。通过实践这些实验，读者不仅可以掌握FPGA设计流程，还能增强动手能力和问题解决能力。