FPGA開發(fā)板使用說明書培訓(xùn)講學(xué)

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。FPGA開發(fā)板使用說明書目錄TOCo1-3hzuHYPERLINKl_Toc240184575第一章綜述PAGEREF_Toc240184575h1HYPERLINKl_Toc240184576第二章系統(tǒng)模塊PAGEREF_Toc240184576h1HYPERLINKl_Toc240184577第三章軟件的介紹PAGEREF_Toc240184577h10HYPERLINKl_Toc240184578第四章USB電纜的安裝與使用PAGEREF_Toc240184578h27第一章綜述THSOPC-3型

2、FPGA開發(fā)板是根據(jù)現(xiàn)代電子發(fā)展的方向，集EDA和SOPC系統(tǒng)開發(fā)為一體的綜合性實(shí)驗(yàn)開發(fā)板，除了滿足高校專、本科生和研究生的SOPC教學(xué)實(shí)驗(yàn)開發(fā)之外，也是電子設(shè)計(jì)和電子項(xiàng)目開發(fā)的理想工具。一、實(shí)用范圍：自主創(chuàng)新應(yīng)用開發(fā)；單片機(jī)與FPGA聯(lián)合開發(fā)；IC設(shè)計(jì)硬件仿真；科研項(xiàng)目硬件驗(yàn)證與開發(fā)；高速高檔自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)電子產(chǎn)品開發(fā)；畢業(yè)設(shè)計(jì)平臺(tái)；研究生課題開發(fā)；電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽培訓(xùn)；現(xiàn)代DSP開發(fā)應(yīng)用；針對(duì)各類CPUIP核的片上系統(tǒng)開發(fā)；DSPBiulder系統(tǒng)設(shè)計(jì)。二、硬件配置：THSOPC-3型FPGA開發(fā)板基于AlteraCycloneII器件的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)提供了一個(gè)很好的硬件平臺(tái)，它可以為開發(fā)人員提

3、供以下資源：支持+5V電源適配器直接輸入或者USB接口供電，5V、3.3V、1.2V混合電壓源；FPGACycloneIIFPGAEP2C8，40萬門，2個(gè)鎖相環(huán)；isp單片機(jī)AT89S8253。isp單片機(jī)AT89S8253及開發(fā)編程工具，MCS51兼容，12KBisp可編程FlashROM，2KBispEEPROM，都是10萬次燒寫周期；2.7-5.5V工作電壓；0-24MHz工作時(shí)鐘；可編程看門狗；增強(qiáng)型SPI串口，9個(gè)中斷源等。此單片機(jī)可與FPGA聯(lián)合開發(fā)，十分符合實(shí)現(xiàn)當(dāng)今電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽項(xiàng)目的功能與指標(biāo)實(shí)現(xiàn)；EPM3032CPLD；4Mbits的EPCS4配置芯片；512KB高速SRAM

4、；20MHz高精度時(shí)鐘源（可倍頻到300MHz）；4個(gè)用戶自定義按鍵；8個(gè)用戶自定義開關(guān)；8個(gè)用戶自定義LED；2個(gè)七段碼LED；標(biāo)準(zhǔn)AS編程接口和JTAG調(diào)試接口；兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)2.54mm擴(kuò)展接口，供用戶自由擴(kuò)展；RS-232DB9串行接口；PS/2鍵盤接口；VGA接口；4X4鍵盤；液晶顯示屏20字X4行；USB-Blaster編程器，可對(duì)FPGA通過JTAG口編程、調(diào)試、測(cè)試；單片機(jī)編程ByterBlasreMV編程器；光盤：配套子程序庫、資料、編程軟件、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書。第二章系統(tǒng)模塊一、系統(tǒng)組成本節(jié)將重點(diǎn)介紹開發(fā)板上所有的組成模塊。圖2-1是整個(gè)開發(fā)板的模塊布局圖，表2-1是對(duì)應(yīng)的組成部分及其功

5、能的簡(jiǎn)單描述。圖2-1開發(fā)板的模塊布局圖序號(hào)名稱功能描述U1CycloneCycloneII主芯片EP2C8Q208C存儲(chǔ)單元U5SRAM512KB高速SRAM，即256K16bitsU2U10EPCS4EPCS164Mbits主動(dòng)串行配置器件接口資源U7，UARTRS-232標(biāo)準(zhǔn)9針串口VGAUSBVGA接口PS/2PS/2鍵盤接口P_FPGAFPGAI/O口P_MCU單片機(jī)液晶鍵盤接口P_ADDA擴(kuò)展接口超高速ADC/DAC板/7寸數(shù)字TFT彩色液晶屏接口JTAGJTAG調(diào)試接口供用戶下載FPGA代碼，實(shí)時(shí)調(diào)試NiosIICPU，以及運(yùn)行QuartusII提供的嵌入式邏輯分析儀Signal

6、TapII等ASAS編程接口待用戶調(diào)試FPGA成功后，可通過該接口將FPGA配置代碼下載到配置器件中MCU_DLOAD單片機(jī)編程接口用戶可通過該接口將單片機(jī)燒錄程序下載到配置器件中人機(jī)交互S1S8自定義按鍵8個(gè)用戶自定義按鍵，用于簡(jiǎn)單電平輸入，該信號(hào)直接與FPGA的IO相連K5單片機(jī)復(fù)位按鍵單片機(jī)AT89S8253的復(fù)位按鍵DS1DS8用戶自定義LED8個(gè)用戶自定義LED,用于電平高低的顯示，該信號(hào)直接與FPGA的IO相連LED1LED2七段碼LED靜態(tài)七段碼LED，用于簡(jiǎn)單數(shù)字、字符顯示，直接由CPLD的IO驅(qū)動(dòng)時(shí)鐘輸入Y1晶振高精度20MHz時(shí)鐘源，用戶可以用FPGA內(nèi)部PLL或分頻器來得

7、到其它頻率的時(shí)鐘電源POWERJ6直流電源輸入直流電源適配器插座，適配器要求為+5V/1AUSBUSB供電接口直接用USB線連接PC機(jī)提供+5V供電表2-1系統(tǒng)組成部分及其功能描述二、各個(gè)模塊及其硬件連接詳細(xì)說明CycloneIIEP2C8FPGA（U1）繼Altera公司成功推出第一代CycloneFPGA后，Cyclone一詞便深深的烙在廣大硬件工程師心中，一時(shí)間它便成為低功耗、低價(jià)位以及高性能的象征。然而在去年，Altera公司再一次發(fā)布第二代CycloneFPGA，與第一代相比，加入了硬件乘法器，同時(shí)內(nèi)部存儲(chǔ)單元數(shù)量也得到了進(jìn)一步的提升，相信CycloneII比它的鼻祖Cyclone而

8、言，會(huì)表現(xiàn)出更加出色的性能。本開發(fā)板上采用的FPGA是EP2C8Q208C8，它便是AlteraCycloneII系列中的一員，采用208引腳的PQFP封裝。表2-2列出了該款FPGA的所有資源特性。LesLes8,25633,216M4KMemoryBlocksM4KMemoryBlocks36105所有RAMBits165,888483,8401818硬件乘法器1835PLLsPLLs24表2-2EP2C8Q208C8資源列表開發(fā)板上提供了兩種途徑來配置FPGA：使用QuartusII軟件，配合下載電纜從JTAG接口下載FPGA所需的配置數(shù)據(jù)，完成對(duì)FPGA的配置。這種方式主要用來調(diào)試FP

9、GA或NiosIICPU，多在產(chǎn)品開發(fā)初期使用。使用QuartusII軟件，配合下載電纜，通過AS接口對(duì)FPGA配置器件進(jìn)行編程，在開發(fā)板下次上電的時(shí)候，會(huì)完成對(duì)FPGA的自動(dòng)配置。這種模式主要用來產(chǎn)品定型后，完成對(duì)FPGA代碼的固化，以便產(chǎn)品能夠獨(dú)立工作。SRAM（U5）開發(fā)板上的SRAM由3.3VCMOS靜態(tài)RAMIS61LV25616組成容量為256K16bits的存儲(chǔ)空間，高速度SRAM和高帶寬數(shù)據(jù)總線，保證了NiosIICPU可以工作在非常高效的狀態(tài)。本開發(fā)板所用的SRAM為-10等級(jí)的，這就意味著NiosIICPU可以在16位總線帶寬情況下，以100MHz的速度進(jìn)行讀寫操作，數(shù)據(jù)吞

10、吐率高達(dá)到200Mbyets/S。SRAM與FPGA的硬件連接見表2-3。FPGA引腳U5引腳信號(hào)說明FPGA引腳U5引腳信號(hào)說明371A0479D2392A14810D3403A28413D4414A38614D5435A48715D69018A58816D79219A67429D89420A77230D99521A87031D109622A96932D118123A106835D128024A116736D137725A126437D147626A136338D157527A146040UB#5842A156139LB#5743A165941OE#5644A178917WE#457D044

11、6CS#468D1/28NC表2-3SRAM與FPGA的硬件連接注：1）/表示沒有連接。2）#表示低電平有效。RS-232接口（UART,U7）UART是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的DB9孔連接頭，通常用于FPGA和計(jì)算機(jī)以及其它設(shè)備間通過RS-232協(xié)議進(jìn)行簡(jiǎn)單通信。U7是一個(gè)電平轉(zhuǎn)換芯片MAX3232，負(fù)責(zé)把發(fā)送的LVCMOS信號(hào)轉(zhuǎn)換成RS-232電平，同時(shí)把接收到的RS-232電平轉(zhuǎn)換成LVCMOS信號(hào)。由于目前的設(shè)計(jì)開發(fā)中，RS-232通信僅僅是為了進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試或簡(jiǎn)單的人機(jī)交互，所以在開發(fā)板設(shè)計(jì)時(shí)，僅在DB9孔接口中保留了通信時(shí)必須的RXD和TXD信號(hào)。RS-232與FPGA的硬件連接見表2-4。FPG

12、A引腳UART引腳信號(hào)說明FPGA端PC端1042TXDRXD1033RXDTXD/5/GND表2-4SRAM與FPGA的硬件連接注：TXD和RXD在UART中已經(jīng)交換，如果與計(jì)算機(jī)通信，僅需要一條串口延長(zhǎng)線便可，無需交叉。JTAG調(diào)試接口（JTAG）在FPGA開發(fā)過程中，JTAG是一個(gè)不可少的接口，因?yàn)殚_發(fā)人員需要下載配置數(shù)據(jù)到FPGA。在NiosII開發(fā)過程中，JTAG更是起著舉足輕重的作用，因?yàn)橥ㄟ^JTAG接口，開發(fā)人員不僅可以對(duì)NiosII系統(tǒng)進(jìn)行在線仿真調(diào)試，而且還可以下載代碼或用戶數(shù)據(jù)到CFIFlash中。開發(fā)板上提供如圖2-2所示的10針插座，其每個(gè)插針的信號(hào)定義見表2-5。圖2

13、-2開發(fā)板上的JTAG調(diào)試插座JTAG插座信號(hào)定義JTAG插座信號(hào)定義1TCK6/2GND7/3TDO8/4Vcc(3.3V)9TDI5TMS10GND表2-5JTAG插座信號(hào)定義注：/表示該插針沒有任何信號(hào)。AS編程接口（AS）AS接口主要用來給板上的EPCS4行編程，故稱其為編程接口，板上也是采用圖2-2示的10針插座，其信號(hào)定義見表2-6。AS插座信號(hào)定義AS插座信號(hào)定義1DCLK6nCE2GND7DATAOUT3CONF_DONE8nCS4Vcc(3.3V)9ASDI5nCONFIG10GND表2-6JTAG插座信號(hào)定義自定義按鍵（K1K4）為了方便開發(fā)人員作一些簡(jiǎn)單的、手動(dòng)的邏輯輸入

14、，開發(fā)板上提供了4個(gè)用戶自定義按鍵。這四個(gè)按鍵連接到了FPGA的四個(gè)IO引腳上，具體的定義和使用則有開發(fā)人員自由決定。按鍵與FPGA的硬件連接見表2-7。FPGA引腳按鍵編號(hào)FPGA引腳按鍵編號(hào)97K1101K399K2102K4表2-7按鍵與FPGA的硬件連接注：按鍵按下為低電平，抬起為高電平。自定義LED（DS1DS8）為了方便開發(fā)人員進(jìn)行簡(jiǎn)單直觀的信號(hào)觀察，開發(fā)板上提供了八個(gè)用戶自定義LED。這八個(gè)LED由FPGA的IO引腳直接驅(qū)動(dòng)，當(dāng)FPGA對(duì)應(yīng)的I/O輸出低電平時(shí)，LED點(diǎn)亮；當(dāng)FPGA對(duì)應(yīng)的IO輸出高電平時(shí)，LED熄滅。LED和FPGA的硬件連接見表2-8。FPGA引腳LED編號(hào)F

15、PGA引腳LED編號(hào)56DS192DS557DS294DS675DS395DS776DS496DS8表2-8LED與FPGA的硬件連接電源切換開關(guān)P4P4為自定義LED（DS1DS8）的電源開關(guān)，當(dāng)短路帽切換到左邊則DS1DS8部供電，短路帽切換置右端給DS1DS8提供3.3V電源。晶振（Y1）開發(fā)板上提供了高精度、高穩(wěn)定性20MHz時(shí)鐘，該時(shí)鐘直接與FPGA的23（CLK0）引腳相連。如果設(shè)計(jì)人員需要其它頻率時(shí)鐘源，可以在FPGA內(nèi)部進(jìn)行分頻或利用FPGA內(nèi)部PLL倍頻等途徑來得到。直流電源輸入（POWERUSB）開發(fā)板上外部供電僅需在POWER輸入5V直流電壓即可。用戶需要特別注意的是，插

16、入J6的插頭必須為內(nèi)正外負(fù)供電極性，如圖2-3所示。為了保證系統(tǒng)能夠穩(wěn)定工作，電源適配器功率最好在5V/1A以上。圖2-3電源適配器插頭說明用戶亦可用USB線直接連接PC機(jī)及開發(fā)板的USB接口直接供電。八位自鎖開關(guān)為了方便開發(fā)人員作一些簡(jiǎn)單的、手動(dòng)的邏輯輸入，開發(fā)板上提供了8個(gè)用戶自定義自鎖開關(guān)。這八個(gè)開關(guān)連接到了FPGA的八個(gè)I/O引腳上，控制高低電平的輸入，具體的定義和使用則有開發(fā)人員自由決定。開關(guān)與FPGA的硬件連接見表2-9。FPGA引腳撥動(dòng)開關(guān)信號(hào)名稱FPGA引腳撥動(dòng)開關(guān)信號(hào)名稱150S1152S5149S2142S6147S3141S7146S4139S8表2-9八位自鎖開關(guān)與FP

17、GA的硬件連接注：S1S8與擴(kuò)展接口(P_FPGA)復(fù)用，故用P_FPGA接口時(shí)此八個(gè)開關(guān)要打到高電平。PS/2鍵盤接口開發(fā)板上提供了PS/2設(shè)備接口，用于鼠標(biāo)和鍵盤開發(fā)實(shí)驗(yàn)。PS/2接口與FPGA的硬件連接見表2-10。FPGA引腳PS/2引腳鍵盤信號(hào)FPGA引腳PS/2引腳鍵盤信號(hào)395CLK371DAT表2-10PS/2接口與FPGA的硬件連接VGA接口開發(fā)板上提供了VGA接口，用于VGA顯示程序的開發(fā)實(shí)驗(yàn)。VGA接口與FPGA的硬件連接見表2-11。FPGA引腳VGA引腳信號(hào)名稱FPGA引腳VGA引腳信號(hào)名稱4113HS391R4014VS372G433B表2-11VGA接口與FPGA

18、的硬件連接擴(kuò)展接口（P_ADDA）圖2-4所示是間距為2mm的標(biāo)準(zhǔn)雙排針插座，提供了33個(gè)用戶自定義IO，以滿足普通用戶的一般需要。可作為超高速ADC/DAC板/7寸數(shù)字TFT彩色液晶屏擴(kuò)展接口。圖2-4P_ADDA所使用的接插件類型FPGA引腳P_ADDA引腳信號(hào)說明FPGA引腳P_ADDA引腳信號(hào)說明/13.3V18721FPGA_IO/2GND18522FPGA_IO/3+12V18923FPGA_IO/4-12V18824FPGA_IO1625FPGA_IO19225FPGA_IO1616FPGA_IO19126FPGA_IO1647FPGA_IO19527FPGA_IO1638FPG

19、A_IONC28FPGA_IO1689FPGA_IO19829FPGA_IO16510FPGA_IO19730FPGA_IO17011FPGA_IO20031FPGA_IO16912FPGA_IO19932FPGA_IO17313FPGA_IO20333FPGA_IO17114FPGA_IO20134FPGA_IO17615FPGA_IO20635FPGA_IO17516FPGA_IO20536FPGA_IO18017FPGA_IO20837FPGA_IO17918FPGA_IO20738FPGA_IO18219FPGA_IO/39VCC18120FPGA_IO/40GND表2-12P_ADD

20、A與FPGA的硬件連接注：/表示該插針沒有任何信號(hào)。擴(kuò)展接口(P_FPGA)FPGA引腳P_FPGA引腳信號(hào)說明FPGA引腳P_FPGA引腳信號(hào)說明1501FPGA_IO1398FPGA_IO/2VCC1459FPGA_IO1493FPGA_IO14110FPGA_IO/4GND14411FPGA_IO1475FPGA_IO14212FPGA_IO1516FPGA_IO14313FPGA_IO1467FPGA_IO15214FPGA_IO表2-13P_FPGA與FPGA的硬件連接測(cè)頻引腳（P1）P1插針上邊為FPGA的P132引腳，可接入外部的時(shí)鐘頻率以完成等精度頻率計(jì)的測(cè)量實(shí)驗(yàn)。下邊為FPG

21、A的P160引腳。P2P2插針上邊為FPGA的P193引腳，下邊為GND。單片機(jī)復(fù)位按鍵（K5）K5為單片機(jī)U3（AT89S8253）的復(fù)位按鍵。接口（P_MCU）P_MCU為單片機(jī)的I/O口，硬件連接見表2-14。單片機(jī)引腳P_MCU引腳單片機(jī)引腳電源/地P_MCU引腳P1.01/VCC2P1.13/GND4P1.25P3.5/6P1.37P3.4/8P1.49P3.3/10P1.511P3.2/12P1.613P1.7/14表2-14P_MCU與單片機(jī)的I/O口硬件連接單片機(jī)編程接口（MCU_DLOAD）LED1管腳FPGA引腳LED131A,B,C,D,E,F,G301514三、使用注意

22、事項(xiàng)：用戶在使用開發(fā)板時(shí)請(qǐng)嚴(yán)格遵照下述說明：嚴(yán)禁用手直接接觸開發(fā)板上的芯片管腳，避免靜電危害。最好使用原配電源適配器，如用其它電源適配器，請(qǐng)務(wù)必確認(rèn)適配器為+5V直流、內(nèi)正外負(fù)極性輸出的插頭。請(qǐng)選用本公司生產(chǎn)的下載電纜，如使用其它下載電纜，請(qǐng)確定電纜的電氣特性和信號(hào)定義與本開發(fā)板插座一致。不要自行拆機(jī)，以免發(fā)生危險(xiǎn)。如果你在使用過程當(dāng)中遇到什么問題，請(qǐng)及時(shí)與我們聯(lián)系。第三章軟件的安裝與使用一、QuartusII與NIOSII軟件概述Altera公司的QuartusII軟件提供了可編程片上系統(tǒng)（SOPC）設(shè)計(jì)的一個(gè)綜合開發(fā)環(huán)境，是進(jìn)行SOPC設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。QuartusII集成環(huán)境包括以下內(nèi)容：系

23、統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)，嵌入式軟件開發(fā)，可編程邏輯器件（PLD）設(shè)計(jì)，綜合，布局和布線，驗(yàn)證與仿真。QuartusII設(shè)計(jì)軟件根據(jù)設(shè)計(jì)者需要提供了一個(gè)完整的多平臺(tái)開發(fā)環(huán)境，它包含整個(gè)FPGA和CPLD設(shè)計(jì)階段的解決方案。圖3-1說明了QuartusII軟件的開發(fā)流程。圖3-1QuartusII軟件開發(fā)流程此外，QuartusII軟件允許用戶在設(shè)計(jì)流程的每個(gè)階段使用QuartusII圖形用戶界面、EDA工具界面或命令行界面。在整個(gè)設(shè)計(jì)流程中可以使用這些界面中的一個(gè)，也可以在不同的設(shè)計(jì)階段使用不同的界面。Altera技術(shù)領(lǐng)先的QuartusII設(shè)計(jì)軟件配合一系統(tǒng)可供客戶選擇的IP核，可使設(shè)計(jì)人員在開發(fā)和推出FP

24、GA、CPLD和結(jié)構(gòu)化的ASIC設(shè)計(jì)的同時(shí)，獲得無與倫比的設(shè)計(jì)性能、一流的易用性以及最短的市場(chǎng)推出時(shí)間。這是設(shè)計(jì)人員首次將FPGA移植到結(jié)構(gòu)化的ASIC中，能夠?qū)σ浦埠蟮男阅芎凸倪M(jìn)行準(zhǔn)確的估算。QuartusII軟件支持VHDL和Verilog硬件描述語言（HDL）的設(shè)計(jì)輸入、基于圖形的設(shè)計(jì)輸入方式以及集成系統(tǒng)設(shè)計(jì)工具。QuartusII軟件可以將設(shè)計(jì)、綜合、布局和布線以及系統(tǒng)的驗(yàn)證全部整合到一個(gè)無縫的環(huán)境之中。其中還包括第三方EDA工具的接口，如MATLAB等。QuartusII軟件包括SOPCBuilder工具。SOPCBuilder針對(duì)可編程片上系統(tǒng)（SOPC）的各種應(yīng)用自動(dòng)完成IP核

25、（包括嵌入式處理器、協(xié)處理器、外設(shè)、數(shù)字信號(hào)處理器、存儲(chǔ)器和用戶設(shè)定的邏輯）的添加、參數(shù)設(shè)置和連接進(jìn)行操作。SOPCBuilder節(jié)約了原先系統(tǒng)集成工作中所需要大量時(shí)間，使設(shè)計(jì)人員能夠在幾分鐘內(nèi)將概念轉(zhuǎn)化成真正可運(yùn)行的系統(tǒng)。QuartusII與MAXPLUSII的設(shè)計(jì)方式基本一致。但在器件支持以及其它功能方面都有了很大的改進(jìn)。其版本從QuartusII3.0一直升級(jí)到目前的QuartusII6.0。其操作和功能還在不但的改進(jìn)。QuartusII5.1的安裝與授權(quán)PC機(jī)的系統(tǒng)配置為了使QuartusII軟件的性能達(dá)到最佳，Altera公司建議計(jì)算機(jī)的最低配置如下：奔騰II400MHz，512MB

26、以上和系統(tǒng)CPU和內(nèi)存。大于800MB的安裝QuartusII軟件所需要的最小硬盤空間。Windows2000或WindowsXP或者WINNT4.0以上的操作系統(tǒng)MicrosoftWindows兼容的SVGA顯示器。CD-ROM驅(qū)動(dòng)器至少有下面的端口之一：用于程序下載的并行接口（LPT口）用于通信的串行口；用于USB下載和通信的USB口。MicrosoftIE5.0以上的瀏覽器TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。QuartusII5.1的安裝在滿足系統(tǒng)配置的計(jì)算機(jī)上，可以按照以下的步驟來安裝QuartusII軟件（在這里以在WINDOWS2000操作系統(tǒng)下安裝QuartusII5.0為）：將Quartus

27、II設(shè)計(jì)軟件的光盤放入計(jì)算機(jī)的光驅(qū)中，打開光盤并運(yùn)行光盤中的安裝程序INSTALL.EXE文件，出現(xiàn)如圖3-2所示的安裝界面。圖3-2安裝選項(xiàng)界面在圖3-2中有四個(gè)安裝選項(xiàng)，第一項(xiàng)表示安裝QuartusII和其它應(yīng)用軟件(IntallQuartusIIandRelatedsoftware)；第二項(xiàng)表示安裝Programmer軟件（IntallStand-AloneProgrammer）；第三項(xiàng)表示安裝授權(quán)管理服務(wù)器（IntallFLEXLMServer）第四項(xiàng)表示打開QuartusII的自述文件。我們首先選取第一項(xiàng)安裝QuartusII軟件，出現(xiàn)如圖3-3和圖3-4所示安裝信息界面。圖3-3安

28、裝信息界面圖3-4安裝信息界面點(diǎn)擊圖3-4安裝信息界面的NEXT選項(xiàng)出現(xiàn)如圖3-5所示的界面。圖3-5安裝向?qū)Ы缑嬖趫D3-5安裝向?qū)е校鶕?jù)光盤的安裝內(nèi)容和用戶的需要來選擇要安裝的項(xiàng)目。如只安裝QuartusII5.1則只選取第一項(xiàng)進(jìn)行安裝。選取要安裝的項(xiàng)目后點(diǎn)擊NEXT繼續(xù)安裝，進(jìn)入公司聲明的一個(gè)界面如圖3-6所示。圖3-6公司聲明信息界面在圖3-6所示的界面中如果同意其公司聲名則選取第一項(xiàng)繼續(xù)進(jìn)行安裝，如果不同意其公司聲名則選取第二項(xiàng)退出安裝。選取第一項(xiàng)同意其公司聲名，點(diǎn)擊NEXT繼續(xù)進(jìn)行安裝出現(xiàn)如圖3-7所示計(jì)算機(jī)有關(guān)信息界面。圖3-7計(jì)算機(jī)信息界面點(diǎn)擊圖3-7中NEXT選項(xiàng)繼續(xù)安裝，進(jìn)

29、行如下圖3-8所示安裝路徑選擇界面。圖3-8安裝路徑選擇界面用戶可以點(diǎn)擊上圖3-8中的BROWSE選項(xiàng)，根據(jù)用戶自己的需要來選取和設(shè)定要安裝的軟件的路徑。設(shè)定好后點(diǎn)擊NEXT進(jìn)行其它安裝路徑的選取和設(shè)定，其方法與圖3-8的方法一致。經(jīng)過一系列的安裝路徑的選取和設(shè)定之后，可以進(jìn)入如圖3-9所示的安裝類型選擇界面。用戶可以選擇完全安裝模式（需要最大的用戶空間）或用戶自定義模式安裝。如果用戶的安裝硬盤空間足夠大，建議選取完全安裝模式進(jìn)行安裝。選取后，點(diǎn)擊NEXT進(jìn)入程序組名稱設(shè)定界面如圖3-10所示。圖3-9安裝類型選擇界面圖3-10程序組名稱設(shè)定在圖3-10中用戶可以在ProgramFolder項(xiàng)

30、目下輸入QuartusII所在程序組名稱。輸入完后，點(diǎn)擊NEXT完成所有的安裝設(shè)定，顯示前面我們所設(shè)定的信息界面如圖3-11所示。圖3-11安裝設(shè)定信息點(diǎn)擊NEXT進(jìn)行程序的安裝過程如圖3-12所示圖3-12安裝過程界面在圖3-12所示的圖中，直到安裝進(jìn)度條顯示安裝完成，則整個(gè)QuartusII的安裝完成，出現(xiàn)如圖3-13所示界面。圖3-13安裝完成界面在圖3-13中有兩個(gè)選項(xiàng)，如果選取其中的選項(xiàng)，點(diǎn)擊Finish則打開相應(yīng)的自述文件，不選取其中的選項(xiàng)，點(diǎn)擊Finish則完成整個(gè)QuartusII的安裝。QuartusII軟件安裝完成后，將顯示安裝成功與否的提示信息，應(yīng)仔細(xì)閱讀所提示的相關(guān)信息

31、。QuartusII5.1的授權(quán)完成完QuartusII5.1軟件安裝之后，為了讓軟件能夠正常運(yùn)行，還必須給軟件進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑O(shè)置和安裝授權(quán)文件。Altera公司對(duì)QuartusII軟件的授權(quán)有兩種形式：一種是單用戶的授權(quán)，另一種是多用戶的授權(quán)。不管是哪一種授權(quán)，QuartusII都需要有一個(gè)有效的、未過期的授權(quán)文件License.dat。授權(quán)文件包括對(duì)Altera綜合與仿真的授權(quán)。如果使用的是單用版的授權(quán)，需要安裝軟件狗。如果是多用戶版的授權(quán)，需要對(duì)授權(quán)文件進(jìn)行簡(jiǎn)單的改動(dòng)，并且需要安裝和配置FLEXlm授權(quán)管理服務(wù)器。下面以使用多用戶版式的授權(quán)進(jìn)行簡(jiǎn)單的安裝說明。將QuartusII設(shè)計(jì)軟件的光

32、盤放入計(jì)算機(jī)的光驅(qū)中，打開光盤并運(yùn)行光盤中的安裝程序INSTALL.EXE文件，出現(xiàn)如圖3-14所示的安裝界面。圖3-14安裝選項(xiàng)界面選擇第三項(xiàng)進(jìn)行授權(quán)管理服務(wù)器的安裝。根據(jù)安裝提示，確認(rèn)安裝路徑等選項(xiàng)，直到安裝成功。將光盤中的SYS-CTP.DLL文件復(fù)制到QuartusII5.1所在的安裝路徑下的BIN子目錄下，如按照上面的按裝信息則應(yīng)將該文件復(fù)制到路徑C：/altera/quartus51/Bin目錄下，覆蓋原來該目錄下的SYS-CTP.DLL文件。在計(jì)算機(jī)的開始菜單中或者雙擊電腦桌面上QuartusII軟件的圖標(biāo)，打開已安裝好的QuartusII軟件來進(jìn)行QuartusII軟件的授權(quán)與

33、注冊(cè)，第一次打開QuartusII軟件則會(huì)出現(xiàn)如圖3-15所示的提示信息。圖3-15QUARTUSII軟件打開界面在圖3-15所出現(xiàn)的提示信息是表示QuartusII軟件是用QuartusII的界面打開還是用MAXPLUSII的界面來打開QuartusII軟件。選取其中的一項(xiàng)后，點(diǎn)擊OK出現(xiàn)如圖3-16所示的授權(quán)方式選擇界面。圖3-16授權(quán)方式選擇首次啟動(dòng)QuartusII軟件，因?yàn)檫€沒有安裝授權(quán)文件，會(huì)出現(xiàn)如圖3-16的提示信息。給出了三種選項(xiàng)：第一項(xiàng)為執(zhí)行30天的評(píng)估版模式，第二項(xiàng)為從altera公司網(wǎng)站自動(dòng)提取授權(quán)以及指定一個(gè)有效的授權(quán)文件的位置。第三項(xiàng)為授權(quán)文件的安裝選項(xiàng)。選取第三項(xiàng)，

34、出現(xiàn)如圖3-17所示的提示對(duì)話框。圖3-17LicenseSetup對(duì)話框在圖3-17的對(duì)話框中，軟件會(huì)檢測(cè)到計(jì)算機(jī)的NIC號(hào)碼，使用者必須用這個(gè)號(hào)碼將軟件安裝光盤提供的License.dat文件中的服務(wù)器的主機(jī)號(hào)碼替換。其步驟如下：A、找到安裝光盤中的License.dat文件，用記事本等編輯軟件打開，下面以用記事本打開為例，會(huì)出現(xiàn)如下圖3-18所示界面。圖3-18License文件B、用圖3-17中的NIC號(hào)碼替換掉文件中所有的“HOSTID=”后的相應(yīng)號(hào)碼。如我們的NIC號(hào)碼為00023f060f27，授權(quán)文件的HOSTID=112233445566。則用00023f060f27替換所有

35、的112233445566。在編輯菜單中選取替換命令，在查找內(nèi)容框內(nèi)輸入“112233445566”在替換為框內(nèi)輸入“00023f060f27”。點(diǎn)擊全部替換，完成HOSTID號(hào)的替換，如下圖3-19所示：圖3-19NIC號(hào)碼的替換C、替換完成后，要重新對(duì)這個(gè)授權(quán)文件進(jìn)行保存。其授權(quán)文件必須滿足下面的條件：授權(quán)文件必須以.DAT為擴(kuò)展名，避免在記事本中修改后保存為L(zhǎng)icense.dat.txt。在文件下拉菜單中選取另存為選項(xiàng)，在其對(duì)話框中設(shè)定保存的路徑、文件名、以及文件類型等選項(xiàng)。點(diǎn)擊保存按鈕完成文件的保存。其設(shè)定如圖3-20所示：完成對(duì)授權(quán)文件的修改后，回到LICENSESETUP對(duì)話框繼續(xù)

36、對(duì)軟件的授權(quán)。在對(duì)話框的Licensefile選項(xiàng)選擇剛修改過的License.dat文件，在對(duì)話框的中間的“LicenseAMPP/MegaCorefunctions”框中會(huì)出現(xiàn)授權(quán)后的AMPP/MegaCore功能。點(diǎn)擊OK完成軟件的授權(quán)，如圖3-21所示：圖3-20License文件的保存圖3-21授權(quán)設(shè)置NIOSII5.1的安裝altera公司在繼全球范圍內(nèi)推出CycloneII和StratixII器件系列后又推出了支持這些新款FPGA系列的NiosII嵌入式處理器。NiosII嵌入式處理器使用32位的指令集結(jié)構(gòu)，完全與二進(jìn)制代碼兼容，定位于廣泛的嵌入式應(yīng)用。開發(fā)人員使用alteraN

37、iosII處理器和FPGA，用戶可以實(shí)現(xiàn)在處理器、外設(shè)、存儲(chǔ)器和I/O接口方面的合理組合。同時(shí)提升系統(tǒng)的性能。在成本方面大大的降低了系統(tǒng)的成本。相對(duì)于QuartusII軟件，其版本如果為4.0或以下版本則其配套的為Nios嵌入式處理器，其版式本如果為5.0或更高的版本則其配套的為NiosII嵌入式處理器。根據(jù)前面安裝的QuartusII軟件，我們以安裝與之配套的NiosII5.1嵌入式系統(tǒng)軟件。將QuartusII設(shè)計(jì)軟件的光盤放入計(jì)算機(jī)的光驅(qū)中，打開光盤并運(yùn)行光盤中的安裝程序INSTALL.EXE文件，出現(xiàn)如圖3-22所示的安裝界面。圖3-22安裝項(xiàng)目選擇（2）與QuartusII軟件安裝相

38、同，在安裝項(xiàng)目中選擇第一項(xiàng)安裝NiosIIEvaluationEdition。選取后出現(xiàn)如圖3-23所示安裝向?qū)?。圖3-23安裝向?qū)В?）點(diǎn)擊NEXT繼續(xù)安裝，根據(jù)安裝提示信息選擇相應(yīng)的安裝選項(xiàng)。圖3-24為安裝路徑設(shè)定對(duì)話框。圖3-24安裝路徑選擇與安裝QuartusII軟件相同，選取安裝路徑后點(diǎn)擊NEXT進(jìn)入安裝項(xiàng)目選擇對(duì)話框，如圖3-25所示圖3-25安裝項(xiàng)目選擇在圖3-25中可以選取要安裝的項(xiàng)目以及安裝所需要的硬盤空間和當(dāng)前硬盤的空間。建議在安裝硬盤空間足夠大的情況下，選取所有的安裝項(xiàng)目進(jìn)行安裝。選取后點(diǎn)擊NEXT出現(xiàn)如圖3-26所示的提示信息對(duì)話框。圖3-26安裝提示信息選取“是”按

39、鈕繼續(xù)進(jìn)行安裝，進(jìn)行計(jì)算機(jī)開始菜單程序組名稱的設(shè)定，其方法與QuartusII軟件的安裝基本一致。如圖3-27所示：圖3-27安裝提示設(shè)定好后，點(diǎn)擊NEXT進(jìn)行NiosIIEvaluationEdition的安裝。當(dāng)安裝進(jìn)度條完成安裝后出現(xiàn)如圖3-28所示對(duì)話框，點(diǎn)擊Finish后，整個(gè)NiosII的安裝過程基本結(jié)束。圖3-28安裝向?qū)Ф?、AT98Sispdown下載軟件AT98Sispdown下載軟件的使用說明如下：雙擊AT98Sispdown.exe軟件：軟件打開后，選擇芯片識(shí)別菜單中的手動(dòng)選擇：彈出如下菜單，選擇AT89S8253芯片：選擇文件菜單下的“裝載flash文件”：選擇要裝載的

40、flash文件：擦除芯片：選擇燒寫flash：按照如上步驟完成單片機(jī)編程。第四章USB電纜的安裝與使用USB-Blaster下載電纜可以通過USB端口把PC和目標(biāo)器件相連接。通過USB-Blaster下載電纜，PC可以將配置數(shù)據(jù)下載到目標(biāo)器件中。由于設(shè)計(jì)變更等需要把配置數(shù)據(jù)很容易地下載到目標(biāo)器件中，用戶的設(shè)計(jì)原型和多次重復(fù)設(shè)計(jì)等驗(yàn)證工作可以很快速地完成。這都要得益于USB-Blaster下載電纜的快速、高效、便捷等優(yōu)點(diǎn)。支持器件通過USB-Blaster下載電纜，您可以配置和編程Altera公司的器件，具體包括如下操作：下載配置數(shù)據(jù)到FPGA器件StratixII、StratixIIGX、St

41、ratixGX和Stratix系列器件CycloneII和Cyclone系列器件APEXII和APEX20K系列器件ACEX1K系列器件Mercury系列器件FLEX10K、FLEX10KE和FLEX10KA系列器件Excalibur系列器件下載配置數(shù)據(jù)到用戶閃存（UFM）器件MAXII系列器件下載配置數(shù)據(jù)到基于EEPROM的器件MAX3000和MAX7000系列器件對(duì)增強(qiáng)型配置器件實(shí)施在線編程EPC2、EPC4、EPC8、EPC16和EPC1441等器件對(duì)串行配制器件實(shí)施在線編程EPCS1、EPCS4、EPCS16和EPCS64等器件另外，USB-Blaster下載電纜支持以下目標(biāo)系統(tǒng)電平標(biāo)

42、準(zhǔn)：5.0VTTL3.3VLVTTL/LVCMOS1.5V、1.8V、2.5V以及3.3V單端I/O（single-endedI/O）電源要求USB-Blaster下載電纜需要以下兩組電源：USB方向需要5.0V電源下載接口端需要與目標(biāo)系統(tǒng)板工作電平一致的電源（1.5V、1.8V、2.5V、3.3V或5.0V等）軟件要求USB-Blaster下載電纜僅能在Windows2000、WindowsXP和RedHatLinux操作系統(tǒng)中使用，需要安裝QuartusII4.0或更高版本的開發(fā)下載軟件。同時(shí)USB-Blaster下載電纜還支持下述軟件：QuartusIIProgrammer（用來編程或配

43、置芯片）QuartusIISgianlTapIILogicAnalyzer（進(jìn)行邏輯分析）QuartusIIProgrammer（單機(jī)版本）QuartusIISgianlTapIILogicAnalyzer（單機(jī)版本）本節(jié)將介紹如何安裝和設(shè)置USB-Blaster下載電纜，使其能夠正確的配置或編程器件。按照如下指示，正確地連接USB-Blaster下載電纜到目標(biāo)板：關(guān)閉目標(biāo)板電源。將USB-Blaster下載電纜與目標(biāo)板的10針AS插頭相連接，如圖4-1所示。將USB-Blaster下載電纜的USB端插入PC機(jī)的USB接口。重新給目標(biāo)板上電。圖4-1如果是第一次在裝有Windows2000/X

44、P的PC上使用USB-Blaster下載電纜，操作系統(tǒng)會(huì)彈出“發(fā)現(xiàn)新硬件”的安裝向?qū)В崾景l(fā)現(xiàn)新的硬件，需要安裝驅(qū)動(dòng)，此時(shí)您可以參閱下面的“安裝USB-Blaster驅(qū)動(dòng)”來完成。安裝USB-Blaster驅(qū)動(dòng)WINXP中的驅(qū)動(dòng)安裝在安裝驅(qū)動(dòng)之前，首先檢查USB-Blaster驅(qū)動(dòng)是否已經(jīng)存在（在安裝完QuartusII后，驅(qū)動(dòng)會(huì)出現(xiàn)在QuartusII系統(tǒng)安裝目錄driversusb-blaster目錄下）。如果您未發(fā)現(xiàn)該驅(qū)動(dòng)存在，您可使用隨USB-Blaster配套光盤上的驅(qū)動(dòng)。USB-Blaster下載電纜的驅(qū)動(dòng)僅在您第一次插入PC時(shí)，系統(tǒng)會(huì)彈出“發(fā)現(xiàn)新硬件”的安裝向?qū)Вㄈ绻峭慌_(tái)PC

45、，但是插入了其它USB端口，有可能也會(huì)出現(xiàn)“發(fā)現(xiàn)新硬件”的安裝向?qū)В?，此時(shí)您只需要按照下面的步驟進(jìn)行安裝便可。用USB線一端插入U(xiǎn)SB-Blaster下載電纜，另一端插入PC的USB接口，此時(shí)在桌面右下角的任務(wù)欄中將會(huì)出現(xiàn)如圖4-2所示的發(fā)現(xiàn)新硬件的提示符。圖4-2系統(tǒng)提示發(fā)現(xiàn)新硬件稍等片刻，系統(tǒng)會(huì)彈出“找到新的硬件向?qū)А钡膶?duì)話框，如圖4-3所示。圖4-3安裝驅(qū)動(dòng)第一步選擇“是，僅這一次(Y)”后，點(diǎn)擊【下一步】繼續(xù)，如圖4-4所示。圖4-4安裝驅(qū)動(dòng)第二步選擇“從列表或指定位置安裝(高級(jí))(S)”后，點(diǎn)擊【下一步】繼續(xù)，如圖4-5所示。圖4-5安裝驅(qū)動(dòng)第三步選中“在搜索中包括這個(gè)位置(O):”

46、后，通過【瀏覽】按鈕，找到驅(qū)動(dòng)程序所在位置（本例中以QuartusII5.0軟件安裝在D盤為例，相應(yīng)的USB驅(qū)動(dòng)就在D:alteraquartus50driversusb-blaster目錄中）。驅(qū)動(dòng)目錄指定后，點(diǎn)擊【下一步】繼續(xù)。此時(shí)系統(tǒng)會(huì)安裝驅(qū)動(dòng)程序，稍等片刻，系統(tǒng)會(huì)彈出圖4-6所示的提示對(duì)話框（由于該驅(qū)動(dòng)程序未經(jīng)過微軟的徽標(biāo)測(cè)試），此時(shí)點(diǎn)擊【仍然繼續(xù)】，繼續(xù)安裝驅(qū)動(dòng)。圖4-6安裝驅(qū)動(dòng)第四步驅(qū)動(dòng)安裝結(jié)束后，系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)圖4-7所示的提示驅(qū)動(dòng)安裝完成的對(duì)話框，直接點(diǎn)擊【完成】，結(jié)束驅(qū)動(dòng)安裝。圖4-7安裝驅(qū)動(dòng)第五步進(jìn)入“設(shè)備管理器”，查看硬件安裝是否正確。正確安裝USB-Blaster驅(qū)動(dòng)后，會(huì)在“通用串行總線控制器”中出現(xiàn)“ALTERAUSB-Blaster”的設(shè)備。圖4-8查看安裝的設(shè)備狀況在QuartusII軟件中設(shè)置USB-Blaster在USB-Blaster下載電纜驅(qū)動(dòng)安裝正確后，還需要在QuartusII軟件中進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑O(shè)置才能使用，具體設(shè)置步驟如下：?jiǎn)?dòng)QuartusII軟件。選擇“Tools”菜單下“Programmer”。點(diǎn)擊【HardwareSetup】按鈕，會(huì)出現(xiàn)設(shè)置硬件的對(duì)話框。在“Currentlyselectedhardware:”下拉菜單中選擇“USB-BlasterUSB-0”如圖4-9所示。點(diǎn)擊【Cl