芯航线——普利斯队长精心奉献 课程目标:    1. 再次熟悉Quartus II工程的建立以及完整的FPGA开发流程 2. 以译码器为例学会简单组合逻辑电路设计 实验平台:无 实验原理: 组合逻辑,其任一时刻的稳态输出,仅仅与该时刻的输入变量的取值有关,而与该时刻以前的输入变量取值无关.这种电路跟时序逻辑电路相反,时序逻辑电路的输出结果是依照目前的输入和先前的输入有关系.从电路结构分析,组合电路由各种逻辑门组成,网络中无记忆元件,也无反馈线.与组合逻辑对应的就是时序逻辑,时序逻辑将在下一讲详细…

芯航线--普利斯队长精心奉献 实验目的:以计数器为例学会简单的时序逻辑电路设计 实验平台:芯航线FPGA核心板 实验原理: 时序逻辑电路是指电路任何时刻的稳态输出不仅取决于当前的输入,还与前一时刻输入形成的状态有关.这跟组合逻辑电路相反,组合逻辑的输出只会跟目前的输入成一种函数关系.换句话说,时序逻辑拥有储存元件(内存)来存储信息,而组合逻辑则没有. 计数器的核心元件是触发器,基本功能是对脉冲进行计数,其所能记忆脉冲最大的数目称为该计数器的模/值,常用在分频.定时等处.计数器的种类很多,按照计数…

芯航线--普利斯队长精心奉献   实验目的:1.学习状态机的相关概念 2.理解一段式.两段式以及三段式状态机的区别以及优缺点 实验平台:芯航线FPGA核心板 实验原理: 状态机全称是有限状态机(finite-state machine,缩写:FSM)是表示有限个状态以及在这些状态之间的转移和动作等行为的数学模型. 状态机分为摩尔(Moore)型有限状态机与米利(Mealy)型有限状态机.摩尔状态机输出是只由输入确定的有限状态机(不直接依赖于当前状态).米利有限状态机的输出不止与其输入有关还于它的…

芯航线--普利斯队长精心奉献   实验目的: 1.复习状态机的设计思想并以此为基础实现按键消抖 2.单bit异步信号同步化以及边沿检测 3.在激励文件中学会使用随机数发生函数$random 4.仿真模型的概念 实验平台:芯航线FPGA核心板 实验原理:     按键在电子设计中使用的最多,从复位到控制设置均可以看到其身影.现在按键的功能也种类也越来越多,例如多向按键.自锁按键.薄膜按键等.普通按键其硬件示意图如图9-1所示. 图9-1 按键示意图 芯航线开发板所载的为两脚贴片按键,分别位于开发板…

芯航线——普利斯队长精心奉献 课程目标: 1.了解并学会FPGA开发设计的整体流程 2.设计一个二选一选择器并进行功能仿真.时序仿真以及板级验证 实验平台:芯航线FPGA开发板.杜邦线 实验内容: 良好的文件夹设置以及工程管理是一个好的FPGA设计的基础,在学习之初就建立俩良好的习惯,会少走一些弯路.因此我们首先在新建的工程文件夹下面,分别建立如图2-1所示的子文件夹. 图2-1 FPGA工程子文件夹 上图中,prj为工程文件存放目录:rtl为verilog可综合代码存放目录:testbench…

芯航线--普利斯队长精心奉献   实验目的: 1.实现FPGA驱动数码管动态显示: 2.使用In system sources and probes editor工具,输入需要显示在数码管上的的数据,数码管显示对应数值. 实验平台:芯航线FPGA核心板.数码管_VGA_PS2模块 实验原理:     电子设计系统中常用的显示设备有数码管.LCD液晶以及VGA显示器等.其中数码管又可分为段式显示(7段.米字型等)以及点阵显示(8*8.16*16等),LCD液晶的应用可以分为字符式液晶(1602.1…

芯航线--普利斯队长精心奉献   实验目的: 1.复习按键的设计 2.用模块化设计的方式实现每次按下按键0,4个LED显示状态以二进制加法格式加1,每次按下按键1,4个LED显示状态以二进制加法格式减1 实验平台:芯航线FPGA核心板 实验原理:         在上一讲中设计并验证了独立按键的消抖,这里基于上一讲的按键消抖模块来实现一个加减法计数器,并以此学习模块化的设计方式.     在设计过程中,相对大一点的工程经常通常不会写在一个设计文件中,通常会针对不同的功能设计出不同的子文件,最后在…

芯航线--普利斯队长精心奉献   实验目的:掌握阻塞赋值与非阻塞赋值的区别 实验平台:无 实验原理:     阻塞赋值,操作符为"=","阻塞"是指在进程语句(initial和always)中,当前的赋值语句阻断了其后的语句,也就是说后面的语句必须等到当前的赋值语句执行完毕才能执行.而且阻塞赋值可以看成是一步完成的,即:计算等号右边的值并同时赋给左边变量.     非阻塞赋值,操作符为"<=","非阻塞"是指在进程语句(…

芯航线--普利斯顿队长精心奉献   实验目的:了解FPGA的IP核相关知识并以计数器IP核为例学会基本IP使用的流程 实验平台:无 实验原理:     IP核(Intellectual Property core),也被称为知识产权核,其分为软核.硬核和固核.软核通常是与工艺无关.具有寄存器传输级硬件描述语言描述的设计代码,可以进行后续设计:硬核是前者通过逻辑综合.布局.布线之后的一系列工艺文件,具有特定的工艺形式.物理实现方式:固核则通常介于上面两者之间,它已经通过功能验证.时序分析等过程,设…

芯航线--普利斯队长精心奉献   实验目的:1.掌握BCD码的原理.分类以及优缺点          2.设计一个多位的8421码计数器并进行验证          3.学会基本的错误定位以及修改能力      实验平台:无 实验原理:     BCD码(Binary-Coded Decimal)又被称为二进码十进数.二-十进制代码是一种十进制的数字编码,用4位二进制数来表示十进制数中的0~9个十个数之一.BCD编码又可以分成有权码和无权码两种,其中有权码如:8421码.2421码以及5421等…

基于线性序列机的TLC5620型DAC驱动设计 目录 TLC5620型DAC芯片概述:    2 TLC5620型DAC芯片引脚说明:    2 TLC5620型DAC芯片详细介绍:    3 TLC 5620型DAC接口时序:    4 TLC5620串行数字接口的关键时序参数:    5 芯航线ADDA模块TLC5620电路介绍:    6 线性序列机设计思想与TLC5620接口时序设计:    7 视频教程中的工程源码:    10 视频教程中的测试文件源码:    13 板级验证方法: …

九.基于串口猎人软件的串口示波器 1.实验介绍 本实验,为芯航线开发板的综合实验,该实验利用芯航线开发板上的ADC.独立按键.UART等外设,搭建了一个具备丰富功能的数据采集卡,芯航线开发板负责进行数据的采集并将数据通过串口发送到PC机上,PC端,利用强大的串口调试工具--串口猎人,来实现数据的接收分析,并将数据分别以波形.码表.柱状图的形式动态显示出来,以让使用者能够直观的看到ADC采集到的信号细节.同时,用户也可以使用串口猎人通过串口给下位机(FPGA)发送指令,下位机将对接收到的指令进行解…

题记:这个笔记不是特权同学自己整理的,特权同学只是对这个笔记做了一下完善,也忘了是从那DOWNLOAD来的,首先对整理者表示感谢.这些知识点确实都很实用,这些设计思想或者也可以说是经验吧,是很值得每一个有志于FPGA/CPLD方面发展的工程师学习的. 1.硬件设计基本原则 (1).速度与面积平衡和互换原则:一个设计如果时序余量较大,所能跑的频率远高于设计要求,能可以通过模块复用来减少整个设计消耗的芯片面积,这就是用速度优势换面积的节约:反之,如果一个设计的时序要求很高,普通方法达不到设计频率,那…

十一.四通道幅频相可调DDS信号发生器 本文由山东大学研友袁卓贡献,特此感谢 实验目标 实现多通道可调信号发生器 实验平台 芯航线FPGA核心板.ADDA模块 实验现象 实现基于FPGA的多通道可调信号发生器,其中频率.相位以及幅值均可通过PC端串口发送数据对应调节,并可实现4路信号的同步. 实验原理及设计过程 经过前面小梅哥基础课程的学习,相信已经对FPGA的设计有了一定程度的了解,现在提出一个相对综合的工程应用来深入了解FPGA的设计思路以及工程思想等. 针对以上预期实验现象可以分析出最少需…

十五.串口发送图片数据到SRAM在TFT屏上显示 之前分享过rom存储图片数据在TFT屏上显示,该方法只能显示小点的图片,如果想显示TFT屏幕大小的图片上述方法rom内存大小不够.小梅哥给了个方案,利用串口将图片数据传给SRAM,传完后在从SRAM中读取图片数据进行显示.有了梅哥的提示后就开始动工了,首先是设计SRAM的控制程序. SRAM(静态随机访问存储器)是一种半导体存储器.“静态”一词表明只要有电源供电,数据就会保存,而不会“动态”改变. 本实验平台是基于小梅哥出品的芯航线FPGA开发平…

十四.TFT屏显示图片 本文由杭电网友曾凯峰贡献,特此感谢 学习了小梅哥的TFT显示屏驱动设计后,想着在此基础上通过TFT屏显示一张图片,有了这个想法就开始动工了.首先想到是利用FPGA内部ROM存储图片数据,然后通过控制读取数据地址将图片数据传给TFT驱动模块,从而将每个图片数据显示在对应的像素点上.整个设计的框图如下: 主要是在小梅哥TFT驱动设计基础上增加了图片数据发送控制模块Imgdata_send,该模块包括存储图片数据的rom,和一些简单的逻辑控制.具体的rom IP核的建立我这里就…

十三.四通道数字电压表 本文由山东大学研友袁卓贡献,特此感谢 实验目的 设计一个四通道的数字电压表 实验平台 芯航线FPGA核心板.AD/DA模块 实验现象 实现一个四通道的数字电压表,其中可以用按键切换测量通道并在4位数码管上显示对应的测量值. 实验原理及步骤 数字电压表的工作原理即为,被测信号接入ADC模块的输入引脚,FPGA控制ADC的转换进程以及原始数据的采集,并将其采集到的二进制数据转换为数码管的显示数据.其中按键可以选择ADC模块不同的通道.其系统工作原理图如图1所示. 图1 系统工…

十二.数字密码锁设计 本文由山东大学研友袁卓贡献,特此感谢 实验目的 实现数字密码锁设计,要求矩阵按键输出且数码管显示输入密码,密码输入正确与否均会有相应标志信号产生. 实验平台 芯航线FPGA核心板.数码管_VGA_PS2模块.矩阵按键模块 实验原理 随着生活质量的提高,当代人们也认识到了安全的重要性,已经不再满足于老式的机械钥匙.近年来越来越多的技术开始在安全领域应用,例如普通的按键输入.指纹输入或者虹膜输入等. 本节设计一款按键输入式密码锁,用矩阵键盘输入密码,输入完成后进行密码比对,如密…

十.MC8051软核在FPGA上的使用 本教程内容力求以详细的步骤和讲解让读者以最快的方式学会 MC8051 IP core 的应用以及相关设计软件的使用,并激起读者对 SOPC 技术的兴趣.本实验重点讲 8051Core 的应用,并通过一个简单 C51 程序对 51Core 进行硬件测试. 本实验教程的内容编排如下: 第 1 章简单的描述了 MC8051 IP core 的基本结构及一些应用说明. 第 2 章详细的介绍 8051Core 综合.编译应用.包括 Quartus II软件的基本应用…

一. 流水线设计 将原本一个时钟周期完成的较大的组合逻辑通过合理的切割后分由多个时钟周期完成.该部分逻辑运行的时钟频率会有明显对的提升,提高系统的性能用面积换速度 一个流水线设计需要4个步骤完成一个数据的处理过程,那么从有数据输入的第一个时钟周期开始,直到第4个时钟周期处理完第一个数据,但在以后的每一个时钟周期都会有处理完成的数据输出,流水线设计在开始处理时需要一定的处理时间,但以后就会不断的输出数据,从而大大提高处理速度.(面积换速度)如果不采用流水线设计,那么处理一个数据就需要4个时钟周期,…

DDR2电路设计 在高速大数据的应用中,高速大容量缓存是必不可少的硬件.当前在FPGA系统中使用较为广泛的高速大容量存储器有经典速度较低的单数据速率的SDRAM存储器,以及速度较高的双速率DDR.DDR2.DDR3型SDRAM存储器,DDR系列的存储器都需要FPGA芯片有对应的硬件电路结构支持.对于Altera Cyclone IV系列的FPGA,其最高支持到DDR2存储器(不支持DDR3存储器,到了Cyclone V系列的FPGA才支持DDR3存储器).芯航线AC6102开发板作为一个高速应用…

数据流中,用面积换速度-串行转并行的操作 并行转串行数据输出:采用计数方法,将并行的数据的总数先表示出来,然后发送一位数据减一,后面的接收的这样表示: data_out <= data[cnt];//cnt表示计数器 `timescale 1ns/1ns module p2s ( input clk, input rst_n, input load, :] pdata, output sclk, output sdat ); `define FULL 'hf :] bitcnt; reg en;…

本文篇章将讨论一下的四种常用 FPGA 设计思想与技巧: 乒乓操作. 串并转换. 流水线操作. 数据接口同步化, 都是 FPGA 逻辑设计的内在规律的体现, 合理地采用这些设计思想能在FPGA设计工作种取得事半功倍的效果. FPGA 的设计思想与技巧是一个非常大的话题, 由于篇幅所限, 本文仅介绍一些常用的设计思想与技巧, 包括乒乓操作. 串并转换. 流水线操作和数据接口的同步方法. 希望本文能引起工程师们的注意, 如果能有意识地利用这些原则指导日后的设计工作, 将取得事半功倍的效果! 乒乓操作…

SOPC开发常见问题及解决办法集锦 一.Symbol 'NULL' could not be resolved 近期在评估使用NIOS II处理器进行项目的开发,我使用的软件是Quartus II 13.0的版本,一路下来,在Qsys系统中搭建NIOS II片上系统,在Quartus II中建立工程文件等等过程,没有太多的问题,这里暂且不表.只是在NIOS II Software build tools for Eclipse中进行软件开发时,一个非常让人不解的问题就是:我在工程向导中创建一个H…

sof与NIOS II的elf固件合并jic得到文件 注意,本方法已经有更加简便的方法,小梅哥提供相应的脚本文件,可以一键生成所需文件,脚本请前往芯航线FPGA技术支持群获取. 7.1 为什么需要将Sof与elf合并得到jic文件 我们在学习和调试NIOS II工程的时候,一般都是先使用Quartus II软件中提供的Quartus Programmer来烧写FPGA配置文件(SOF),然后NIOS II EDS中提供的Flash Programmer工具来进行烧写NIOS II的.这对于开发者…

解决NIOS II工程移动在磁盘上位置后project无法编译问题 说明:本文档于2017年3月4日由小梅哥更新部分内容,主要是增加了讲解以Quartus II13.0为代表的经典版本和以15.1为代表的更新版本之间,解决问题的一些小的差异. 如果用户只是想快速解决问题,不想分析产生问题的原因并和我一起探寻解决问题的思路,可以直接跳到6.4节解决方案步骤总结:6.4 解决方案步骤总结.(点击蓝色字体即可到达) 针对目录改变时,Nios II project无法编译的问题,网上有多种解决方法,不过…

切换NIOS II CPU的主内存后软件中需要注意的几点设置 有时候,我们可能面对这样一种情况: 1. 我们创建一个SOPC系统,并在QSYS中设置NIOS II的复位地址和异常地址都指向SRAM: 2. 我们创建了正确的NIOS II软件工程并能够正常运行 3. 由于某种需求(如SRAM内存不够用了,需要换成内存更大的SDRAM),我们在面在QSYS中将NIOS II CPU的复位地址和异常地址修改为SDRAM 4. 我们需要继续使用之前创建的NIOS II软件工程. 这里,如果我们更改后直接…

设置Eclipse在编译(build)前自动保存源代码文件 Eclipse 常用设置之让Eclipse在编译(build)前自动保存源代码文件 一.让Eclipse在编译(build)前自动保存源代码文件 这个操作很关键,如果编译前不保存.Eclipse还是编译原来的文件.我经常性把代码改来改去,怎么编译都发现结果不对.结果仔细一看,气死了.修改后的源文件没有保存! 别小看这个设置哦!也许关键时刻能帮你一把! 如有更多问题,欢迎加入芯航线 FPGA 技术支持群交流学习:一群 472607506(…

给NIOS II CPU添加一颗澎湃的心——系统时钟的使用 本实验介绍如何在Qsys中添加一个定时器作为NIOS II的心跳定时器,并在NIOS II中软件编程使用该定时器. 将上一个实验watchdog工程复制.粘贴并重命名为08_sysclk_timer.在Quartus II中打开该工程,然后点击Qsys快捷图标打开Qsys组件,如下图所示: 在Qsys中,打开工程目录(08_sysclk_timer)下的mysystem.qsys工程. 打开后,在左侧的IP列表中输入“timer”,然后…

给NIOS II CPU增加看门狗定时器并使用 配置看门狗定时器: 1. 设置计时溢出时间为1秒 2. 计数器位宽为32位 3. 勾选No Start/Stop control bits 4. 勾选Fixed period 5. 不勾选Readable snapshot 6. 勾选System reset on timeout.(Watchdog) 7. 不勾选Timeout Pulse (1 clock wide) 这部分配置可以参见“Embedded Peripheral IP User G…