GUIA PARA LA PROGRAMACIN DE FPGAs ALTERA CON QUARTUS II

1 DE1 Development and Education Board

Cyclone II e EP2C20F484C7

A travs de esta gua aprenders cmo hacer un diseo utilizando el programa QUARTUS II y la placa DE1 del curso de Diseo Lgico de la Facultad de Ingeniera de la Universidad Juan De Castellanos. Mediante un ejemplo sencillo se explicara cmo ingresar un diseo, cmo simularlo, cmo asignar las seales deseadas a los pines adecuados del chip y finalmente cmo programarlo. Distribucin de Pines y Conexiones del mdulo de desarrollo DE1

Crear un proyecto. Para este diseo se crearn 3 proyectos, uno para cada ecuacin y uno para unir los bloques, de cada una de las ecuaciones. Ecuacin 1 (A = a|bc + |abc + bd) Ecuacin 2 (B = ac + |b|d) El primer proyecto se nombre como A y el segundo proyecto como B y el resultado ser A + B Al iniciar el Quartus II se despliega un men para crear un proyecto nuevo o abrir uno existente, all se elige la opcin Create a New Project (New Project Wizard). Tambin se puede acceder a esta opcin a travs de File>New Project Wizard.

A continuacin se asigna nombre al proyecto y se guarda en una carpeta especfica eligiendo la opcin Crear nuevo proyecto.

En la siguiente ventana consulta si se va a agregar algn archivo de diseo al proyecto, en este caso no se va a agregar ninguno as que solo se presiona siguiente. El siguiente paso es seleccionar la referencia de la FPGA que se va a utilizar, en el caso de la tarjeta de desarrollo DE1 es Cyclone II referencia EP2C20F484C7

En el siguiente recuadro no se cambia nada as que solo se presiona siguiente hasta que aparezca el resumen de configuracin y se oprime finalizar.

Crear un archivo Luego de haber creado el proyecto se va a comenzar con el diseo. Se selecciona File>New... y en el men desplegado se elige Design fles>Block Diagram/Schematc File. Se abrir una ventana en la cual se podr comenzar a ingresar el circuito en forma grfica.

En este archivo se dibuja el circuito combinatorio correspondiente a la ecuacin 1. Luego se guarda el archivo como proyectoA.bdf. En la carpeta creada para el proyecto.

Para ingresar una compuerta, hacer doble click en la zona de dibujo. Se abrir una ventana que permite seleccionar el componente a ingresar. Teclear en el cuadro Symbol Name el tipo de compuerta indicando cantdad de entradas. Ejemplos: or2 (OR de 2 entradas), and4 (AND de 4 Entradas), not (inversor), etc. Las entradas y salidas del circuito se ingresan como cualquier componente, y sus nombres son input y output respectivamente. Los nombres de dichas seales se pueden cambiar haciendo doble click sobre su etiqueta. Para conectar los distintos componentes hacer click en uno de los terminales de la compuerta y arrastrar el mouse hasta el punto que se desea conectar, al final llegaremos a un diseo como el de la siguiente imagen.

Una vez dibujado el circuito y guardado, se puede proceder a la primera compilacin. Para esto solo se tiene que presionar en Processing > Start Compilaton. En caso que Quartus reporte algn error este debe ser corregido. Simular un circuito. Para simular un circuito se debe acceder a File > New > University Program VWF

Al seleccionar esta opcin se abre el editor de simulacin, en el cual se puede visualizar el comportamiento del circuito en un diagrama de tiempos.

Se ingresa a la opcin Node Finder para cargar las entradas y salidas del circuito teniendo en cuenta los diferentes nodos oprimiendo el botn List, luego cargar los nodos y dar OK.

En la imagen se visualiza en diagrama de tiempos las entradas y salidas del circuito, en esta ventana se configura el tipo de seal que ingresa a cada entrada y las escalas de tiempo.

En el men Edit > End Time y en el caso de simulaciones pequeas se da un tiempo de 50 nS para tener una correcta visualizacin.

En el men superior se visualiza el tipo de seal que se desea ingresar, se selecciona y se fija el periodo de la seal. Para el caso de circuitos de lgica digital se genera seales de reloj para poder observar el comportamiento en binario.

Para el ejemplo en la entrada A se fij a 1 nS, en la entrada B se fijo a 2 nS, entrada C 4nS y entrada D 8 nS. Se guarda el archivo de simulacin y se ejecuta la simulacin con el botn de simulacin.

Tambin se puede visualizar agrupando las seales de entrada hacindolas visibles con binarios.

Programar la tarjeta de desarrollo FPGA DE1 Para programar la tarjeta se debe de haber verificado mediante simulacin el funcionamiento del circuito posterior a esto se realizan los siguientes pasos: Asignacin de pines de la FPGA al circuito. Para asignar los pines se ingresa en el men > Assignments > pin planner

De acuerdo al datasheet de la FPGA se asignan los pines de entrada y salida. (Ver Anexo) Posterior a la asignacin se vuelve a compilar y se contina con la programacin en tolos>programmer