FPGA/SOPC学习转载

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[连载计划][大家一起学FPGA/SOPC]

说明

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感言

大量反馈表明：许多FPGA初学者，在学习进程中，刚开始大多是激情万丈，但是倘若是长期不得入门要领，有一些人便会逐渐丧失学习FPGA的兴趣和信心。这是为什么呢？究其原因，不外乎以下几点:

1. 目前市面上FPGA开发板的销售厂商数量众多，但是大多数情况下，厂商提供给FPGA初学者，仅是一些简单的例程代码和一些七凑八凑的文档和资料，严重缺乏针对FPGA入门的手把手系列文档。
2. 市面上的FPGA设计相关书籍，有不少都是互相抄袭，翻译外文而来。虽然内容涵盖面较广，但是有些书抄的就是不得要领，对某些细节问题闪烁其辞，误导初学者。
3. 大部分FPGA初学者没有养成勤读手册的习惯。一般情况下，我们所不了解的技术细节，在相应的手册中，都有翔实的描述。虽然大部分手册都是英文的，但是常看手册，不仅可以提高我们发现技术问题解决技术问题的能力，相应地也会提高我们的英文阅读能力。
4. 浮躁，一部分FPGA初学者，盲目收集过多项目实例，蜻蜓点水，严重缺乏对基础知识的研究。

针对现状，（暂时省略废话10000句）……

目录

第一部分 软件入门篇

1. Quartus II 10.0 安装指南
2. 使用Verilog设计的Quartus II入门指南
3. 使用Verilog设计的ModelSIm入门指南

第二部分 Verilog HDL入门篇

1 组合电路

1. 逻辑门电路
2. 多路选择器与多路分解器
3. 编码器与译码器
4. 算术运算电路

2 时序电路

1. 触发器与锁存器
2. 寄存器
3. 移位寄存器
4. 二进制计数器
5. FIFO缓存
6. 分频器
7. 有限状态机FSM
8. 带数据路径的有限状态机FSMD

3 重要话题

1. 阻塞赋值与非阻塞赋值
2. 参数与常量
3. 使用有符号数
4. 在综合中使用函数
5. 测试平台（testbench）的结构

第三部分 Verilog HDL演练篇

1 外设实验

1. 跑马灯
2. 流水灯
3. 七段数码管
4. 按键消抖
5. 4x4矩阵键盘
6. LCD1602
7. PS2鼠标
8. PS2键盘
9. VGA图像
10. VGA文字
11. PWM步进电机
12. TLC549串行ADC
13. TLC5620串行DAC
14. 74HC595

。。。

2 存储器实验

1. 片上ROM
2. 片上RAM
3. 片上FIFO
4. SRAM

。。。

3 接口实验

1. UART收发器
2. SPI主从控制器

。。。

4 算法入门实验

1. 加法器
2. 乘法器
3. 除法器
4. CORDIC计算正余弦值

。。。

第四部分 SOPC篇

Nios II性能问题

• Nios II 软核性能基准
• 关于编写Nios II的延时函数的一点心得

定时器问题

• sys_clk_timer
• timestamp_timer
• watchdog_timer

OS问题

• 怎样在Nios II上跑μC/OS-II

DMA问题

• [转]基于Nios II的DMA传输

中断的问题

• Nios II 9.1的sys/alt_irq.h与之前版本的区别
• PIO中断与定时器中断
• [转]NIOS II 9.1 SP1中断问题

固化程序的问题

• 使用9.0SP2、9.1、9.1SP2无法固化程序
• Nios II SBTE Flash Program的使用注意事项

自定义外设的问题

• 自定义外设所必须资料
• LCD12864（ST7920） 的Avalon-MM接口的简单设计
• 寄存器映射方法探讨：库操作方式和寄存器操作方式
• SRAM Avalon-MM接口的简单设计
• 动态寻址和静态寻址

案例分析：简易数码相框

• Quartus II部分（硬件部分）
• Nios II SBTE部分（软件部分）-  配置工作
• Nios II SBTE部分（软件部分）-  SD卡（SPI模式）驱动
• Nios II SBTE部分（软件部分）-  TFT-LCD（控制器为ILI9325）驱动
• Nios II SBTE部分（软件部分）-  从SD卡内读取图片文件，然后显示在TFT-LCD上
• Nios II SBTE部分（软件部分）-  优化工作
• Nios II SBTE部分（软件部分）-  ADS7843触摸屏驱动测试

第五部分 时序约束篇

。。。

第六部分 软件技巧篇

1 软件技巧

• 在Quartus II中分配管脚的两种常用方法
• 在Quartus II中使用JTAG模式固化程序到EPCS中的方法
• 关于使用QII 10.0编译器无法编辑和查看中文的问题一个变通解决方案
• 怎样在Quartus II中转化HDL文件为bsf文件
• 怎样使用Debussy+ModelSim快速查看前仿真波形
• 怎样消除pointer targets in passing argument n of 'func_xxx' differ in signedness警告
• [转].在Windows 7中找回Nios II EDS 9.1中丢失的“Run AS Nios II Hardware”

2 疑难杂症

• 图解在Windows 7 32操作系统下安装USB-Blaster驱动
• 怎样正确插拔FPGA开发板的JTAG仿真器，如USB-Blaster等
• 使用Cyclone III时，如何在Quartus II 10.0中，将DATA[1]/ASDO和FLASH_nCE/nCSO设置为Use as regular I/O

3 FAQ

• Altera USB-Blaster的驱动在哪里？

。。。

推荐博客

• 究其不明，摒其不力：实践中的FPGA工程师

• 真OO无双之真乱舞书
• 特权's Blog——永远忠于年轻时的梦想！
• CrazyBingo
• 黑金FPGA开发板

。。。

参考

0. Terasic.DE2_115_v.1.0_CDROM>DE2_115_tutorials

1. Stephen Brown, Zvonko Vranesic .Fundamentals of Digital Logic with Verilog Design 2nd Edition.Mc Graw Hill

2. 黄稚存.Summary for IEEE Verilog 1363-2001

3. Altera.Verilog设计范例

4. Altera.Recommended HDL Coding Styles

5. 卓兴旺.基于Verilog HDL的数字系统应用设计 第2版.国防工业出版社

6. 周立功.EDA实验与实践.北京航天航空大学出版社

7. 刘福奇, 刘波.Verilog HDL应用程序设计实例精讲.电子工业出版社

8. Pong P. Chu.FPGA Prototyping By Verilog Examples: Xilinx Spartan-3 Version.Wiley

9. fpga4fun