EDA實(shí)驗(yàn)裝置DE2開發(fā)板介紹

1、電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化信息與通信工程學(xué)院信息與通信工程學(xué)院EDA實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)裝置DE2開發(fā)板介紹開發(fā)板介紹 DE2實(shí)驗(yàn)教學(xué)開發(fā)板基本情況 DE2開發(fā)板控制軟件 DE2開發(fā)板使用方法 DE2開發(fā)板使用示例電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化信息與通信工程學(xué)院信息與通信工程學(xué)院nDE2實(shí)驗(yàn)教學(xué)開發(fā)板基本情況實(shí)驗(yàn)教學(xué)開發(fā)板基本情況 n由由ALTERA公司設(shè)計(jì)開發(fā)公司設(shè)計(jì)開發(fā)n用于學(xué)習(xí)數(shù)字邏輯、電腦控制和用于學(xué)習(xí)數(shù)字邏輯、電腦控制和FPGA設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)n采用最先進(jìn)的軟、硬件資源為廣泛的設(shè)計(jì)研究采用最先進(jìn)的軟、硬件資源為廣泛的設(shè)計(jì)研究課題提供支持課題提供支持n具有豐富的用戶可編程顯示、存儲(chǔ)器件和大量具有豐富的

2、用戶可編程顯示、存儲(chǔ)器件和大量的接口資源的接口資源電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化信息與通信工程學(xué)院信息與通信工程學(xué)院DE2開發(fā)板的開發(fā)板的硬件資源硬件資源電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化信息與通信工程學(xué)院信息與通信工程學(xué)院nDE2開發(fā)板主要硬件資源開發(fā)板主要硬件資源(1)nALTERA Cyclone II 2C35 FPGA 芯片芯片nALTERA 串行配置芯片串行配置芯片 EPCS16nUSB Blaster 下載線下載線n512K SRAMn8M SDRAMn4M FLASHn4個(gè)按鍵開關(guān)個(gè)按鍵開關(guān)n18個(gè)撥碼開關(guān)個(gè)撥碼開關(guān)電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化信息與通信工程學(xué)院信息與通信工程學(xué)院nDE

3、2開發(fā)板主要硬件資源開發(fā)板主要硬件資源(2)n18個(gè)用戶可定義紅色個(gè)用戶可定義紅色LED燈，燈，9個(gè)綠個(gè)綠LED燈燈n50M和和27M晶振晶振n24bit 高質(zhì)量語(yǔ)音編解碼器高質(zhì)量語(yǔ)音編解碼器nVGA DAC和和VGA輸出接口輸出接口n電視信號(hào)解碼器和電視接入接口電視信號(hào)解碼器和電視接入接口n10/100M互聯(lián)網(wǎng)控制器和接入接口互聯(lián)網(wǎng)控制器和接入接口nUSB 輸入輸出接口輸入輸出接口nRS-232接口和接口和9位數(shù)據(jù)接口位數(shù)據(jù)接口電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化信息與通信工程學(xué)院信息與通信工程學(xué)院DE2開發(fā)板的開發(fā)板的結(jié)構(gòu)框圖結(jié)構(gòu)框圖電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化信息與通信工程學(xué)院信息與通信工程學(xué)院

4、安裝安裝USB-BLASTER驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng) 在初次將在初次將DE2開發(fā)板與電腦相連時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)提示發(fā)開發(fā)板與電腦相連時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)提示發(fā)現(xiàn)新硬件，并執(zhí)行硬件驅(qū)動(dòng)安裝程序?，F(xiàn)新硬件，并執(zhí)行硬件驅(qū)動(dòng)安裝程序。 需要注意的是一定要在需要注意的是一定要在Quartus II安裝文件目錄下的安裝文件目錄下的quartus60driversdriversusb-blaster中選擇相應(yīng)的中選擇相應(yīng)的USB驅(qū)動(dòng)程序進(jìn)行安裝。否則將無(wú)法識(shí)別開發(fā)板。驅(qū)動(dòng)程序進(jìn)行安裝。否則將無(wú)法識(shí)別開發(fā)板。電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化信息與通信工程學(xué)院信息與通信工程學(xué)院nDE2開發(fā)板的加電過(guò)程開發(fā)板的加電過(guò)程n將開發(fā)板上將開發(fā)板上

5、USB-BLASTER接口和電腦接口和電腦USB口口相連。相連。(注意：要先安裝注意：要先安裝ALTERA USB BLASTER 驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng))n將將9V電源連入開發(fā)板電源接口。電源連入開發(fā)板電源接口。n將需要連接的圖像顯示終端、音頻輸入輸出裝將需要連接的圖像顯示終端、音頻輸入輸出裝置連接開發(fā)板的對(duì)應(yīng)接口。置連接開發(fā)板的對(duì)應(yīng)接口。n將開發(fā)板上將開發(fā)板上RUN/PROG開關(guān)撥向開關(guān)撥向RUN端。端。n打開電源開關(guān)接通電源。打開電源開關(guān)接通電源。電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化信息與通信工程學(xué)院信息與通信工程學(xué)院nDE2開發(fā)板的加電后的正常工作狀態(tài)開發(fā)板的加電后的正常工作狀態(tài)n所有用戶可定義所有用戶可定

6、義LED燈閃亮燈閃亮n7段數(shù)碼管循環(huán)顯示段數(shù)碼管循環(huán)顯示0F的字符的字符nLCD顯示顯示 Welcome to the Altera DE2 Boardn圖像顯示終端顯示一張圖片圖像顯示終端顯示一張圖片n將開關(guān)將開關(guān)SW17撥下輸出撥下輸出1KHz蜂鳴聲蜂鳴聲n將開關(guān)將開關(guān)SW17撥上并連接音頻播放器可聽到音撥上并連接音頻播放器可聽到音樂(lè)樂(lè)電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化信息與通信工程學(xué)院信息與通信工程學(xué)院EDA實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)裝置DE2開發(fā)板介紹開發(fā)板介紹 DE2實(shí)驗(yàn)教學(xué)開發(fā)板基本情況 DE2開發(fā)板控制軟件 DE2開發(fā)板使用方法 DE2開發(fā)板使用示例電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化信息與通信工程學(xué)院信息

7、與通信工程學(xué)院nDE2開發(fā)板控制軟件開發(fā)板控制軟件n軟件名稱：軟件名稱：DE2_Control_Panel.exen可以讓用戶通過(guò)和電腦相連的可以讓用戶通過(guò)和電腦相連的USB線接入開發(fā)線接入開發(fā)板內(nèi)的各個(gè)模塊板內(nèi)的各個(gè)模塊n通過(guò)在電腦上操作軟件方便地更改開發(fā)板的工通過(guò)在電腦上操作軟件方便地更改開發(fā)板的工作狀態(tài)作狀態(tài)電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化信息與通信工程學(xué)院信息與通信工程學(xué)院nDE2開發(fā)板控制軟件的使用開發(fā)板控制軟件的使用n首先必須向開發(fā)板的首先必須向開發(fā)板的FPGA芯片載入與控制軟芯片載入與控制軟件相關(guān)的電路文件件相關(guān)的電路文件n通過(guò)向通過(guò)向FPGA芯片下載芯片下載DE2_USB_API.

8、sof文件來(lái)實(shí)文件來(lái)實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)。n此外還需要在電腦上運(yùn)行此外還需要在電腦上運(yùn)行DE2_ Control_ Panel.exe文件文件n以上所用文件包含在開發(fā)板自帶文件中以上所用文件包含在開發(fā)板自帶文件中電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化信息與通信工程學(xué)院信息與通信工程學(xué)院nDE2開發(fā)板控制軟件的安裝具體步驟：開發(fā)板控制軟件的安裝具體步驟：n將電腦將電腦USB接口與開發(fā)板接口與開發(fā)板USB-BLASTER接口接口相連，接上相連，接上9V電源，并開通電源電源，并開通電源n將將RUN/PROG開關(guān)撥向開關(guān)撥向RUNn打開打開QUARTUS II軟件軟件n選擇選擇Tools Programmer 打開下載界面

9、。點(diǎn)擊打開下載界面。點(diǎn)擊Add File 選擇添加選擇添加DE2_USB_API.sof文件文件n點(diǎn)擊對(duì)應(yīng)文件的點(diǎn)擊對(duì)應(yīng)文件的Program/configure項(xiàng)下方框選項(xiàng)下方框選中中(打鉤打鉤)電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化信息與通信工程學(xué)院信息與通信工程學(xué)院Quartus II Programmer 下載界面下載界面電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化信息與通信工程學(xué)院信息與通信工程學(xué)院點(diǎn)擊對(duì)應(yīng)文件的點(diǎn)擊對(duì)應(yīng)文件的Program/configure項(xiàng)下方框選中項(xiàng)下方框選中(打鉤打鉤)電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化信息與通信工程學(xué)院信息與通信工程學(xué)院n點(diǎn)擊點(diǎn)擊Hardware_Setup實(shí)現(xiàn)硬件連接實(shí)現(xiàn)

10、硬件連接n點(diǎn)擊點(diǎn)擊Start開始下載程開始下載程序序n在電腦上運(yùn)行在電腦上運(yùn)行DE2_ Control_ Panel.exe文文件，界面如右圖所示。件，界面如右圖所示。電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化信息與通信工程學(xué)院信息與通信工程學(xué)院n在在DE2_ Control_ Panel.exe軟件界面點(diǎn)擊軟件界面點(diǎn)擊OpenOpen USB Port 0 ,打開控制打開控制USB端口端口 (注意：注意： DE2_ Control_ Panel.exe會(huì)一直占用會(huì)一直占用USB端端口直到關(guān)閉相應(yīng)端口，占用期間不能下載其他程序口直到關(guān)閉相應(yīng)端口，占用期間不能下載其他程序)n設(shè)置安裝完成，可以開始使用控制軟件

11、設(shè)置安裝完成，可以開始使用控制軟件示例示例1：通過(guò)控制軟件設(shè)置數(shù)碼管分別顯示通過(guò)控制軟件設(shè)置數(shù)碼管分別顯示18.示例示例2：通過(guò)控制軟件設(shè)置紅色通過(guò)控制軟件設(shè)置紅色LED燈全亮燈全亮.電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化信息與通信工程學(xué)院信息與通信工程學(xué)院EDA實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)裝置DE2開發(fā)板介紹開發(fā)板介紹 DE2實(shí)驗(yàn)教學(xué)開發(fā)板基本情況 DE2開發(fā)板控制軟件 DE2開發(fā)板使用方法 DE2開發(fā)板使用示例電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化信息與通信工程學(xué)院信息與通信工程學(xué)院nDE2開發(fā)板使用方法開發(fā)板使用方法1、DE2開發(fā)板的下載方式開發(fā)板的下載方式 DE2開發(fā)板中包含有串行開發(fā)板中包含有串行EEPROM存儲(chǔ)芯片，

12、可以保存儲(chǔ)芯片，可以保存需要裝載的數(shù)據(jù)。每次系統(tǒng)加電時(shí)，自動(dòng)將裝載的數(shù)據(jù)傳存需要裝載的數(shù)據(jù)。每次系統(tǒng)加電時(shí)，自動(dòng)將裝載的數(shù)據(jù)傳送給送給FPGA芯片，使系統(tǒng)正常工作。芯片，使系統(tǒng)正常工作。 DE2開發(fā)板可以利用開發(fā)板可以利用Quartus II軟件隨時(shí)重新下載編譯軟件隨時(shí)重新下載編譯數(shù)據(jù)，改變系統(tǒng)功能，也可以通過(guò)改變串行數(shù)據(jù)，改變系統(tǒng)功能，也可以通過(guò)改變串行EEPROM存儲(chǔ)存儲(chǔ)芯片內(nèi)的數(shù)據(jù)改變系統(tǒng)的功能。因此芯片內(nèi)的數(shù)據(jù)改變系統(tǒng)的功能。因此DE2開發(fā)板有兩種下載開發(fā)板有兩種下載方式，分別為方式，分別為JTAG方式和方式和AS方式方式。電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化信息與通信工程學(xué)院信息與通信工程學(xué)

13、院JTAG下載方式下載方式： 直接將下載數(shù)據(jù)裝載到直接將下載數(shù)據(jù)裝載到FPGA 芯片中，只要系統(tǒng)處芯片中，只要系統(tǒng)處于工作狀態(tài)，就能保持相同的系統(tǒng)功能，但是系統(tǒng)掉電于工作狀態(tài)，就能保持相同的系統(tǒng)功能，但是系統(tǒng)掉電后數(shù)據(jù)丟失。后數(shù)據(jù)丟失。AS下載方式下載方式： 將下載數(shù)據(jù)裝載到將下載數(shù)據(jù)裝載到DE2開發(fā)板中的開發(fā)板中的Altera EPCS16串行串行EEPROM 芯片中，無(wú)論系統(tǒng)處于何種狀態(tài)，只要芯片中，無(wú)論系統(tǒng)處于何種狀態(tài)，只要系統(tǒng)上電就能自動(dòng)將下載數(shù)據(jù)傳送給系統(tǒng)上電就能自動(dòng)將下載數(shù)據(jù)傳送給FPGA芯片，使系芯片，使系統(tǒng)按預(yù)定設(shè)計(jì)工作，下載的數(shù)據(jù)不會(huì)丟失。統(tǒng)按預(yù)定設(shè)計(jì)工作，下載的數(shù)據(jù)不會(huì)丟失

14、。電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化信息與通信工程學(xué)院信息與通信工程學(xué)院JTAG下載方式操作方法：下載方式操作方法：JTAG下載方案示意圖下載方案示意圖電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化信息與通信工程學(xué)院信息與通信工程學(xué)院確定確定DE2開發(fā)板電源正常；開發(fā)板電源正常；正確連接正確連接USB接口；接口；設(shè)置設(shè)置RUN/PROG開關(guān)在開關(guān)在RUN狀態(tài)；狀態(tài)；從從Quartus II 軟件下載后綴名為軟件下載后綴名為.sof的可下載文件，的可下載文件，完成下載。完成下載。具體下載步驟：具體下載步驟：電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化信息與通信工程學(xué)院信息與通信工程學(xué)院AS下載方式操作方法：下載方式操作方法：AS下載方

15、案示意圖下載方案示意圖電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化信息與通信工程學(xué)院信息與通信工程學(xué)院確定確定DE2開發(fā)板電源正常；開發(fā)板電源正常；正確連接正確連接USB接口；接口；設(shè)置設(shè)置RUN/PROG開關(guān)在開關(guān)在PROG狀態(tài)；狀態(tài)；從從Quartus II 軟件下載后綴名為軟件下載后綴名為.pof的可下載文件的可下載文件;下載完成后，將下載完成后，將RUN/PROG開關(guān)撥向開關(guān)撥向RUN并重啟開并重啟開發(fā)板，實(shí)現(xiàn)新的系統(tǒng)功能。發(fā)板，實(shí)現(xiàn)新的系統(tǒng)功能。具體下載步驟：具體下載步驟：電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化信息與通信工程學(xué)院信息與通信工程學(xué)院2、LED燈和開關(guān)的使用方法燈和開關(guān)的使用方法 DE2開發(fā)板有開

16、發(fā)板有4個(gè)按鍵開關(guān)，都進(jìn)行了防抖動(dòng)處理個(gè)按鍵開關(guān)，都進(jìn)行了防抖動(dòng)處理(如下如下圖所示圖所示)。按鍵名稱分別為。按鍵名稱分別為KEY0KEY3，都直接和，都直接和FPGA相相連。當(dāng)沒(méi)有有效按鍵時(shí)按鍵開關(guān)輸出高電平連。當(dāng)沒(méi)有有效按鍵時(shí)按鍵開關(guān)輸出高電平(3.3V)，當(dāng)出現(xiàn)，當(dāng)出現(xiàn)有效按鍵時(shí)，開關(guān)輸出低電平有效按鍵時(shí)，開關(guān)輸出低電平(0V)。電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化信息與通信工程學(xué)院信息與通信工程學(xué)院 DE2開發(fā)板上有開發(fā)板上有18個(gè)撥碼開關(guān)，這些開關(guān)沒(méi)有采用防抖個(gè)撥碼開關(guān)，這些開關(guān)沒(méi)有采用防抖動(dòng)處理。同樣直接與動(dòng)處理。同樣直接與FPGA相連。當(dāng)開關(guān)撥向下方時(shí)輸出為相連。當(dāng)開關(guān)撥向下方時(shí)輸出為邏

17、輯低電平邏輯低電平(0V);開關(guān)撥向上時(shí)輸出邏輯高電平開關(guān)撥向上時(shí)輸出邏輯高電平(3.3V)。 DE2開發(fā)板上有開發(fā)板上有27個(gè)用戶可控制個(gè)用戶可控制LED燈。其中燈。其中18個(gè)紅色個(gè)紅色LED燈在燈在18個(gè)撥碼開關(guān)上方；個(gè)撥碼開關(guān)上方；8個(gè)綠色個(gè)綠色LED燈在按鍵開關(guān)上燈在按鍵開關(guān)上方，其中第方，其中第9個(gè)綠色個(gè)綠色LED燈在數(shù)碼顯示管中間。每個(gè)燈在數(shù)碼顯示管中間。每個(gè)LED燈燈都由都由FPGA的相應(yīng)管腳直接控制。當(dāng)對(duì)應(yīng)管腳為高電平時(shí)的相應(yīng)管腳直接控制。當(dāng)對(duì)應(yīng)管腳為高電平時(shí)LED燈點(diǎn)亮，否則不亮。燈點(diǎn)亮，否則不亮。電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化信息與通信工程學(xué)院信息與通信工程學(xué)院開關(guān)連接方式開

18、關(guān)連接方式電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化信息與通信工程學(xué)院信息與通信工程學(xué)院LED連接方式連接方式電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化信息與通信工程學(xué)院信息與通信工程學(xué)院撥碼開關(guān)與撥碼開關(guān)與FPGA芯片管腳對(duì)應(yīng)情況芯片管腳對(duì)應(yīng)情況電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化信息與通信工程學(xué)院信息與通信工程學(xué)院按鍵開關(guān)與按鍵開關(guān)與FPGA芯片管腳對(duì)應(yīng)情況芯片管腳對(duì)應(yīng)情況電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化信息與通信工程學(xué)院信息與通信工程學(xué)院紅色紅色LED與與FPGA芯片管腳對(duì)應(yīng)情況芯片管腳對(duì)應(yīng)情況電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化信息與通信工程學(xué)院信息與通信工程學(xué)院綠色綠色LED與與FPGA芯片管腳對(duì)應(yīng)情況芯片管腳對(duì)應(yīng)情況電子設(shè)計(jì)自動(dòng)

19、化電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化信息與通信工程學(xué)院信息與通信工程學(xué)院3、7段數(shù)碼顯示管的使用方法段數(shù)碼顯示管的使用方法 DE2開發(fā)板有開發(fā)板有8個(gè)數(shù)碼顯示管，其個(gè)數(shù)碼顯示管，其中中4個(gè)分成一組，另個(gè)分成一組，另4個(gè)分成個(gè)分成2組。都與組。都與FPGA芯片管腳相連。當(dāng)管腳輸出為低芯片管腳相連。當(dāng)管腳輸出為低電平時(shí)對(duì)應(yīng)的數(shù)碼段被點(diǎn)亮，高電平電平時(shí)對(duì)應(yīng)的數(shù)碼段被點(diǎn)亮，高電平時(shí)對(duì)應(yīng)的數(shù)碼段不亮。時(shí)對(duì)應(yīng)的數(shù)碼段不亮。 由于只用由于只用7根數(shù)據(jù)線相連，因此實(shí)根數(shù)據(jù)線相連，因此實(shí)際上小數(shù)點(diǎn)沒(méi)有用到。際上小數(shù)點(diǎn)沒(méi)有用到。電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化信息與通信工程學(xué)院信息與通信工程學(xué)院7段數(shù)碼管段數(shù)碼管與與FPGA芯片管腳芯片

20、管腳連接情況連接情況電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化信息與通信工程學(xué)院信息與通信工程學(xué)院EDA實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)裝置DE2開發(fā)板介紹開發(fā)板介紹 DE2實(shí)驗(yàn)教學(xué)開發(fā)板基本情況 DE2開發(fā)板控制軟件 DE2開發(fā)板使用方法 DE2開發(fā)板使用示例電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化信息與通信工程學(xué)院信息與通信工程學(xué)院例例1：使用：使用DE2開發(fā)板上的示例程序設(shè)置下載環(huán)境開發(fā)板上的示例程序設(shè)置下載環(huán)境下載環(huán)境設(shè)置方法：下載環(huán)境設(shè)置方法：正確連接正確連接DE2開發(fā)板的電源和開發(fā)板的電源和USB接口；接口；在電腦上安裝在電腦上安裝USB-BLASTER驅(qū)動(dòng)程序；驅(qū)動(dòng)程序；打開打開Quartus II軟件，裝載示例程序軟件，裝載示例程序DE2_Default；正確打開正確打開Quartus II下載界面，建立下載連接；下載界面