【FPGA入门一】一个简单的LED流水灯

文章目录

• • 一.FPGA
  • • 简介
    • 相关名词解释
    • 硬件资源
    • FPGA开发流程
  • 二.编写一个简单的流水灯项目
  • • Quartus软件介绍：
    • 新建工程
    • 编写Verilog HDL文件
    • 查看RTL级门电路
    • 仿真测试
    • 硬件测试
  • 三.总结

一.FPGA

简介

FPGA（Field Programmable Gate Array）是在PAL
（可编程阵列逻辑）、GAL（通用阵列逻辑）等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路（ASIC）领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。
与传统模式的芯片设计进行对比，FPGA
芯片并非单纯局限于研究以及设计芯片，而是针对较多领域产品都能借助特定芯片模型予以优化设计。从芯片器件的角度讲，FPGA 本身构成
了半定制电路中的典型集成电路，其中含有数字管理模块、内嵌式单元、输出单元以及输入单元等。在此基础上，关于FPGA芯片有必要全面着眼于综合性的芯片优化设计，通过改进当前的芯片设计来增设全新的芯片功能，据此实现了芯片整体构造的简化与性能提升。

相关名词解释

IP：相当于三方库
软IP核：自己设计写的
硬IP核：集成好的
LAB：每个LAB由16个LE(Logic Element)组成

硬件资源

我这里使用的是CycloneIV系列的EP4CE6F17C8，如下图所示：

①逻辑阵列块LAB，该部分颜色越深，表示使用资源越多
点击放大图标，然后点击查看的某个LAB，可以看到每个LAB由16个LE组成，每个LE又由1个LUT和1个寄存器组成

RTL仿真：理论仿真

门级仿真：有延迟，接近实际

Verilog语言中数字进制的表示方法：

=：阻塞赋值

<=：非阻塞赋值

#n：延迟n纳秒

if&else

新建工程

工程创建步骤：

编写Verilog HDL文件

led.v

编写好代码，点击该图标进行编译：

查看RTL级门电路

点击Tools–>Netlist Viewers–>RTL Viewer查看门级电路

仿真测试

编写测试文件：
led_tb.v

将该文件保存在sim文件夹下
点击Assignments–>Settings–>Simulation–>Compile test bench

硬件测试

为该项目的输入输出绑定相应引脚：
查看开发板引脚信息：

点击该图标进行下载

三.总结

通过本次学习，熟悉了EP4CE6F17C8的开发板相关结构，Verilog HDL的代码编写以及测试文件的编写，学习整个FPGA工程的相关流程，掌握了Verilog相关语法。