FPGA教程：通過Mojo開發(fā)板介紹FPGA

第第頁FPGA教程：通過Mojo開發(fā)板介紹FPGA這篇文章來源于DeviceP英語網站的翻譯稿。

引言

迄今為止，我們的（嵌入式系統(tǒng)）（教程）和項目已經使用了多塊微控制器開發(fā)板，比如不同型號的（Arduino）微控制器板。使用微控制器時，用戶將微控制器上的數(shù)字和（模擬）接口引腳連至受控外圍（電子）設備，然后，用戶上傳包含一系列指令的軟件，微控制器會循環(huán)執(zhí)行這些指令。運行時，微控制器的核心處理器按照微控制器模塊的（時鐘）速率讀取并執(zhí)行這些指令。因此，我們可以看到，在某一時刻，微控制器通常只運行一條指令。

對于許多（嵌入式）系統(tǒng)項目來說，尤其是那些在入門微控制器模塊（比如Arduino開發(fā)板）上實現(xiàn)的項目，這種單獨的指令執(zhí)行并不影響性能。這是因為時鐘速度足夠快，以至于人類感官無法區(qū)分后續(xù)運行。然而，許多大型應用可能需要不同的操作并行運行，這就使得微控制器實現(xiàn)變得非常復雜或完全不可能?，F(xiàn)場可（編程）門陣列（簡稱（FPGA））是一種不同的計算平臺，由于其固有的不同功能方式，能夠實現(xiàn)微控制器無法實現(xiàn)的功能。

圖1：一塊Arduino微控制器開發(fā)板（左）和一塊（Altera）FPGA開發(fā)板（右）/?RobotShop

NET“button_b”LOC=P21|IOSTANDARD=LVTTL;

NET“l(fā)ed_external”LOC=P26|IOSTANDARD=LVTTL;

請確保您選擇的引腳不與UCF文件指定的引腳沖突。

現(xiàn)在您的UCF文件應該是這樣的：

現(xiàn)在我們已經指定項目的具體信號名稱及其關聯(lián)連接，我們可以編寫代碼，將LED輸出描述為按鈕輸入信號的函數(shù)。您可能已經猜到了，這需要修改mojo_top模塊。

模塊聲明部分的頂部是單詞“module”（模塊），然后是模塊名稱（本例中模塊名稱為mojo_top）以及模塊將要使用的輸入和輸出信號列表。我們需要將兩個按鈕信號名稱和LED信號名稱添加到該連接列表中，使得信號能夠成為輸入和輸出。要做到這一點，我們可以在信號列表末尾添加以下程序：

inputbutton_a,

inputbutton_b,

outputled_external

現(xiàn)在，模塊頭應該是這樣的：

至此，我們已經為按鈕和外部LED聲明了信號名稱，并為這些信號分配了Mojo開發(fā)板I/O引腳，并且在Verilog中指定這些信號分別是輸入和輸出?，F(xiàn)在，我們所要做的就是定義LED點亮的條件！更具體地說，我們需要指定發(fā)光（二極管）開啟（二進制1）和關閉（二進制0）的情況。

回想之前的討論，我提到LED的操作行為與布爾與（AND）函數(shù)完全相同。在Verilog中，我們用符號

將這行指令添加到模塊末尾就可以實現(xiàn)我們所需的行為。打開基礎項目時，我們會看到這行程序上方本來就存在許多程序行，這些程序設置了其他不同信號，比如板上SPI和板載LED信號，在本項目中我們不會使用這些信號。

現(xiàn)在，完整模塊應該是這樣的：

要對FPGA進行編程以實現(xiàn)我們指定的行為，我們必須生成一個編程文件，其格式為.bin文件。發(fā)出命令之后，ISE會綜合我們的設計（檢查錯誤并運行測試），然后實現(xiàn)設計（定義實現(xiàn)指定行為所需的內部門結構），并生成這個編程文件。要運行此過程，請雙擊左下窗口中的“GenerateProg（ram）mingFile”（生成編程文件）按鈕。

在編程文件生成的過程中，ISE會發(fā)出幾條丟失（網絡）和/或未路由網絡的警告。這些警告對于此實現(xiàn)并不重要，不會影響我們對FPGA的編程。我們沒有使用UCF中指定的所有信號，所以ISE才會發(fā)出這些警告。

編程文件生成完成后，ISE會在我們剛才雙擊的按鈕旁邊添加一個綠色對號。

現(xiàn)在，我們所要做的就是將編程文件上傳到Mojo開發(fā)板上。首先，請確保按上圖所示將按鈕和LED連至Mojo的引腳。

其次，打開MojoLoader軟件并選擇與Mojo相對應的USB端口。然后，選擇ISE生成的.bin文件。您必須導航至項目目錄下的/syn/文件夾。在MojoLoader內打開.bin文件后，請點擊窗口右下方的“Load”（加載）按鈕。編程文件就開始向Mojo開發(fā)板上傳。

該過