DE2中文说明书--第3部分.doc

第10章 实验6：以太网信息包发送/接收以太网络通讯对许多数字产品 , 例如置顶盒和家庭的网关等都是必须的。 在这个实验中，我们将会演示如何使用在 DE2 开发板上的快速以太网控制器来发送并接收以太网信息包。实验设置和说明工程路径:C:DE2UP4_NET编程文件:UP4_API.sof or UP4_API.pofNIOSII workspace: C:DE2UP4_NET参考图10.1 设置如下实验步骤： 将 CAT5 环线电缆插入 DE2 的以太网络接口内。 将编程文件下载到 FPGA 运行 NIOSII IDE，打开工作区 C:DE2UP4_NET （打开NIOS II选择workspace为上述路径) 单击 “Compile and Run” 按钮 现在你能观察接收到的信息包的内容(发送的64字节的信息包和收到的68字节的信息包，因为有额外的校验字节) 图10.1 以太网实验设置第11章 实验7：DE2 的控制面板本章将会举例说明 DE2 的控制面板包如何让用户使用Windows GUI菜单来控制开发板。这个包提供给用户一个简单而有力的方法控制开发板。 从你的PC机到开发板的连接由USB电缆完成。在这个实验中，我们将会向用户叙述该如何使用 DE2 控制面板包中的USB版本。 在USB连接上的重要注意事项：2.、DE2 控制面板 (USB版本) 使用和 Altera USB Blaster 相同的连接方式。 在你使用 USB Blaster 连接到 Quartus II 之前，你需要释放 (关闭) DE2 控制面板的USB端口。 3.如果需要同时使用 DE2 控制面板和 Altera 信号流进行调试时, 用户应该使用 DE2 控制面板的 RS232 版本实验设置和说明工程路径: C:DE2DE2_USB_APIHW 编程文件: DE2_USB_API.sof or DE2_USB_API.pof 面板控制程序: C:DE2DE2_Control_Panel 确定你已经把 C: DE2DE2_USB_APIHWDE2_USB_API.sof 载入 FPGA 。 连结你的显示器和耳机到 DE2 开发板。 你可以在VGA显示器上看到预设的 Altera 标识图案并且听到一种 1 Khz 的声音。 运行 C: DE2DE2_Control_Panel 程序来启动控制面板。用DE2控制面板控制开发板这部分将会演示如何使用 DE2 控制面板控制你的开发板。例如：改变7段数码管的显示; 使LED发光; 控制 PS/2 键盘按键;读/ 写 SRAM, Flash 存储器, 和SDRAM; 载入一张图片并在VGA显示器上显示;在内存中载入音乐并通过音频 DAC 播放。 读/ 写一个字节组或整个文件从/到Flash 存储器的特性允许使用者不需要了解有关如何建立 Flash 存储器的下载工具的知识就可以开发许多多媒体的应用 (快速声音播放器,快速图片浏览器)。运行下列步骤重复实验：1. 图 6.1 演示 DE2 控制面板的概念。 用户使用Windows GUI 发送指令并由与FPGA连接的USB电缆传送到开发板。 我们建立一个 IP 来处理所有的请求并且实现在PC机和 DE2 开发板之间的数据传输。 图11.1 DE2 控制面板示意图2.一旦C: DE2 目录下的DE2_Control_Panel程序启动,在图 11.2 中显示的用户界面就会出现。 图11.2 DE2 控制面板（PS/2 & 7-SEC页面）3.点击打开 打开USB端口 0(DE2 控制面板程序将会列出所有的连接 DE2 开发板的USB端口。 DE2 控制面板能经由USB连接线控制多达4个 DE2 开发板). 注意，除非你关闭USB端口，否则控制面板将会占用USB端口，直到你关闭这些端口为止，在未关闭这些端口之前你不能够使用 Quartus II 下载程序。 4.参考图 11.3 。 转到 LED & LCD 页。 单击LED的检查框并且单击Set。 相应的LED灯会发光。 同时, 你能在 LCD 的输入窗口键入本文和点击Set。 在开发板上的 LCD 显示将会相应地改变。 图11.3 LED&LCD显示控制面板Flash 下载器DE2 控制面板能提供一个Flash存储器下载器。用户能擦除整个的Flash存储器,向Flash写一个字节,从Flash读一个字节,写一个二进制格式的文件给Flash,装载Flash存储器的内容到文件。注意在 DE2 开发板上使用的1 M Byte Flash存储器是由1 M x 8bit 的Flash存储器组成。在你写Flash存储器之前 , 你需要擦除整个Flash。记住FLash存储器能被擦除的次数是有限的。擦除整个的Flash存储器所需要的时间是 15 秒- 21 秒。 请不要在操作中关闭 DE2 控制面板重复以下步骤练习对 Flash存储器的操作: 1.单击按钮 Flash 转换到 Flash存储器控制页。 (参考图 11.4) 图11.4 Flash控制页面2.单击 Chip Erase 按钮。操作界面将会提示让你等候，直到操作完成。 完成操作大约需要 24 秒。 3.请参考图 11.5。键入任意地址 (例子中是 0 x1688) 和wData域的值 ( 例子中是 0 x125) 。单击 Write 将会写 0 x125 给 0 x1688 地址。4.键入地址并单击 Read 。 rData 将会显示从指定的地址读回的数据。 图11.5 对Flash存储器的随机写入操作5.你也能通过顺序读写功能下载一个文件进 Flash 之内。请参考图 11.6 。 你必须叙述写入Flash的起始地址和文件长度(长度为字节形式)。 6.你能单击 File Length 检验栏声明你想要装载整个文件进Flash存储器。 然后单击 Write File to Flash 选择要载入Flash存储器的文件。7.请现在装载 c: DE2Binary_Raw_Datacdda1m 进你的 Flash存储器之内，以便我们能继续下一个部分的 Flash 音乐播放器实验。 图11.6 将整个文件写入Flash存储器8.顺序读写功能允许你读 Flash 内的内容和保存进文件中。 图 11.7 演示顺序读写功能的荧屏截取。 你也能指定从 Flash 读的起始地址和长度 (长度为字节形式) 。单击 Entire Flash 栏，你指出想要装载整个的Flash的内容 (1 Mbyte) 进一个你指定的文件中。 图11.7 将Flash内的内容载入指定文件SDRAM/SRAM 控制器和下载器DE2 控制面板能提供一个SDRAM下载器。 用户能读/ 写一个 16bit 的字从/到SDRAM,写一个二进制文件给SDRAM,装载SDRAM的内容到一个文件。 DE2 控制面板也能用同样的方法控制 SRAM 。 遵从以下步骤来练习对SDRAM的操作: 1.请参考图 11.8 。 单击按钮 SDRAM 转变到SDRAM控制页。2.键入一个任意的地址 (在例子中为1688) 和wDATA域中的值 ( 在例子中为 abcd) 。 单击 Write 将会把0xabcd 写给地址1688.3.键入一个任意地址和单击 Read。 rData 将会显示从指定的地址读回的数据。4.你也能通过使用顺序读写功能装载一个文件进SDRAM之内。 请参考图 11.8 。 你必须指定写入SDRAM的起始地址和长度 (字节) 。5.你能单击 File Length 检验框来指出你想要将整个文件装载进SDRAM。 然后单击Write File to SDRAM 选择要载入SDRAM的文件。6.顺序读功能允许你读在SDRAM的内容并且保存进文件中。 图 11.8 演示用顺序读的荧屏截取。 你也能指出从SDRAM中读的起始地址和长度 (字节) 。 单击 Entire SDRAM 检验框，你可以指出你想要装载的整个SDRAM (8 Mbyte) 内容进一个你指定的文件中。 图11.8 SDRAM控制面板PS/2 和 7段数码管的显示控制DE2 控制面板提供控制窗口来允许用户使用 PS/2键盘输入； 在键盘上按下的键将会显示在 DE2 控制面板的信息框中。 DE2 控制面板也允许用户控制 7段数码管在 DE2 上的显示。 图 11.9 演示连接的设置。 图 11.10 演示从 PS/2键盘输入的字符在 DE2 控制面板的信息框中显示。在同一页,用户能使用 HEX7-0 信息框设定在 7段数码管显示组件上显示的数字。 图11.9 PS2和USB/RS232连接设置图11.10 DE2控制面板PS/2键盘信息输入栏工具- 多端口 SRAM/SDRAM/Flash控制器不需要让用户/学生实现复杂的 API/Host 控制软件和(SRAM/SDRAM/Flash)存储器控制器就可以让他们执行并且测试他们的 IP 核，我们给用户提供整合的控制环境，包括有 C+ 的软件控制器, USB指令控制器 , 和以Verilog实现的多端口的SRAM/SDRAM/Flash 控制器。用户只需要简单的连接 IP 到三个 SRAM/SDRAM/ Flash 控制器 IP 异步端口中的一个，然后下载二进制数据进入SRAM/SDRAM/Flash中就可以了。一旦内容被下载到 SDRAM/Flash, 用户能配置内存控制器，以便他们的 IP 通过连接异步的端口读/写 SDRAM/ Flash 。 重复以下步骤来练习使用多端口 Flash 控制器，我们将会在这里实现一个音乐播放器的例子。 参考图 11.4 和 11.6, 使用 Flash 编程器来擦除 Flash存储器然后写一个音乐文件进 Flash存储器内。 请使用 C: DE2Binary_Raw_Data 的 1 Mbyte 音乐文件 (cdda1m) 图 11.11 演示多端口 SDRAM/Flash 控制器的概念。 在 DE2 控制面板中,单击 TOOLS 按钮会显示如图 11.12 的窗口。 如图 11.12 所举例, 为 Flash Multiplexer 选择 Asynchronous 1 ,然后单击Configure 按钮激活端口。 注意，你需要点击Configure 按钮使从 Flash存储器到在图 11.11 中显示的 Flash 控制器异步端口 1 的连接可用。 相应设置 SW1 和 SW0 关闭 (低位置) 和开（高位置）。 将耳机插入，你就能听到Audio DAC 线路播放的音乐。 请参考图 6.11 。 你应该见到异步端口 1 连接到Audio DAC 。 一旦你选择了异步端口 1 而且单击 Configure 按钮,AUDIO_DAC 将会直接和 Flash存储器对话。 在这个例子中， AUDIO_DAC 的 Verilog 组件将会读 Flash存储器的内容而且把它送到外部的声音芯片。 图11.11 多端口Flash控制器示意图图11.12 DE2控制面板工具页面VGA 显示控制面板显示预设图像DE2 控制面板提供给用户一个关联 IP 的工具来在VGA显示器上显示一张预设的图像或用户自己的图片。重复下列步骤在VGA显示器上显示一个预设的图像 单击的 VGA tab 键转换到VGA控制页，如图 11.13 所示。 确定预设图像和光标准许的检验框已选中。 连接你的VGA显示器到 DE2 开发板，此时你应该在VGA屏幕上看到一个带有绿色光标的预设图像，而且它能由移动DE2控制面板所显示的预设图像的X/Y轴滚动条来控制( VGA页) 预设图像储存在 M4K 内部 SRAM 块并且在比特流配置阶段以 MIF/Hex(Intel) 格式载入 M4K 中。 在本章最后,也就是下一节 该如何准备你自己的图像数据 中，我们将会举例说明该如何从用户自己的图像文件产生二进制数据。 图11.13 显示预设图像并用滚动条来控制光标移动VGA 显示控制器面板显示用户自己的图像DE2 控制面板能在VGA 显示器上显示用户自己的图像。重复下列步骤来在VGA显示器上显示用户自己的图片。 切换到 SRAM 控制页，载入文件 C: DE2 Binary_Raw_Data Raw_Data_Gray 到 SRAM 中。 切换为 TOOL 页，并且为 SRAM multiplexer 端口选择异步 1 ，如图 11.14 所示。 单击Configue启动多端口设置。 图11.14 为SRAM选择异步端口1使存储在SRAM中的图像能在VGA显示器上显示 切换到 VGA 页而且不选择预设的图像的勾选栏。 你会看见连接到 DE2 开发板 VGA 显示器显示存储在 SRAM 中的Raw_Data_Gray, 如图 11.15 所示。 用户能取消选择 Cursor Enable 勾选栏关闭绿色光标。图11.15 在显示器上显示存储在SRAM中的图像怎样准备你自己的图像数据这一节描述该如何准备用户自己的图像文件载入外部的 SRAM 或内在的 M4K SRAM 中，并且在 DE2 开发板连接的显示器上显示。 使用任何的图像处理工具，如Corel Photo Paint，载入你需要的图像数据。 以 640 x480 分辨率重新采样你的源图像，并且将图像转换成 8 bit 的 Grayscale 模式。 以Window Bitmap 格式把修改的图像存档。 运行 C: DE2ImgConv,为 DE2 开发板开发的图像变换工具，将会出现图 11.16 所示窗囗。 图11.16 用于将图片转换成DE2控制面板存储器控制能下载格式的转换器 单击Open Bitmap按钮而且选择 640 x480 Grayscale photo进行转换。 一旦文件处理完成, 单击Save Raw Data，而且一个名为 Raw_Data_Gray 的文件将会产生并且储存在和源图像相同的目录中。 你可以通过改变窗口中的文件名栏将文件名字的前缀 Raw_Data 改为其他名字。 Raw_Data_Gray 是能被直接下载入 DE2 的 SRAM 之内的原始图像数据,并且在使用 DE2_USB_API 设计的VGA控制器 IP 的 VGA 显示器上显示。 ImgConv 工具也将会为图像的黑白版本产生 Raw_Data_BW( 和它的对应 TXT 格式) 界定黑或白的标准在 BW 临限中定义。注意: Raw_Data_BW.txt用于为M4K SRAM填充MIF/intel HEX格式开发板自身的测试器DE2 控制面板的工具页提供用户一个开发板自身的测试器。 请注意开发板自身的测试器在测试期间将会擦除 Flash存储器的内容。 第12章 实验8：SD卡音乐播放器许多商业的媒体/ 声音播放器使用大的外部存储设备, 像是 SD 卡或 CF 卡, 储存音乐/ 电影文件; 许多新的商业声音/ 媒体播放器有高端的 Audio DAC 电路提供给用户最好的