DE2中文说明书--第2部分.doc

第四章 软件安装 本章将详细介绍安装工具软件到PC上的每个步骤并且如何正确地运行开发板。为了能继续下一章的示范实验，我们必须将所有需要安装的软件（Quartus II, niors II, 工程文件，和DE II控制面板）进行正确的安装。安装 Quartus II 在使用DEII开发板前，需要将Quartus II安装到PC上，请参考PC版Quartus II安装和注册使用手册上的installing the Quartus II software这一节。使用手册在DE2 开发工具光盘里。 用工具包里的Quartus光盘安装 Quartus II 网络版 上网登入 Altera网站 ，进入 /licensing页面 选定 Quartus II Web Edition Software，然后根据提示操作申请你的license，然后license文件会发到你的邮箱里。 参考PC版Quartus II安装和注册使用手册上Specifying the License File这一节的提示。将USB电缆连接到开发板上USB Blaster的驱动安装 按照下面的步骤来安装DE2开发板的USB Blaster驱动。 将USB-Blaster下载线连接到DE2板上。 下载线连接后，发现新硬件向导将会出现，并提示用户安装新硬件驱动，这时将向导关闭。 确认USB-Blaster驱动位于Quartus II目录下的driversusb-blaster中，如果找不到该驱动，请从Altera网站上下载 /support/software/drivers 对于Window 2000系统，选择 设置 控制面板（在Windows开始菜单中）。对于Window XP系统，选择 控制面板（在Windows开始菜单中）。 在任务栏和开始菜单属性里将开始菜单改为经典开始菜单视图。 双击添加新硬件图标进入添加新硬件向导，选择下一步继续。 选择“是，我已经连接了此硬件”，然后点击下一步。 选择从硬件安装列表中选择新硬件设备，点击下一步。 选择从列表中安装或指定安装（高级），点击下一步。 选择“声音，视频，游戏控制器”，点击下一步。 选定USB-Blaster驱动的位置，Quartus II目录下的driversusb-blaster中，点击OK。 选择 Altera USB-Blaster。点下一步开始安装。安装过程中，如果有任何警告信息弹出点击继续。点击完成并且重启你的电脑从而完成整个安装过程。 使用USB Blaster中可能出现的问题及解决办法当你在运行Quartus II时，如果对USB电缆进行插拔将会出现问题，Quartus II（编程器）可能会中止并且没有响应。以下几个方法将能使Quartus II回到正常工作模式。 选择编程菜单中的硬件安装按钮重新进行硬件选择。 拔掉USB电缆后再插上，然后重新进行硬件选择。 重启Quartus II软件。 如果上面的步骤不能解决问题，尝试用9V直流电源适配器，因为PC上的USB接口可能不能提供足够的电压和电流。安装DE2工具光盘DE2工具光盘中有许多有趣的实验，通过这些实验你可以熟悉DE2开发板中的各项主要功能模块，而这些实验是由Altera和Terasic设计实现的。我们也可以执行“DE2控制面板”来控制开发板。按照下面的步骤来安装这张光盘。 将DE2 工具光盘放入光驱中，会出现图4.1中的提示菜单。 选择“read me first”然后点击“install software”按钮，所有的实验和应用软件会安装到C:DE2目录下。如果你遇到图4.2的情况，选择忽略跳过。 安装结束后你可以从开始菜单进入 DE2的 实验示例与应用。 阅读用户手册，并按照提示来使用我们为你设计的有趣实验。图4.1. DE2工具光盘的安装菜单图4.2. 忽略任何跳出的警告信息顶层Verilog模块和引脚分配你可以从C:DE2DE2_TOP 工程中获得完整的顶层引脚分配。 请使用 DE2_TOP 工程中的引脚分配方式作为你所有工程中的最佳引脚分配方式。 顶层verilog文件在 C:DE2DE2_TOPDE2_TOP.v中。第五章 实验一：DE2顶层设计和缺省的编程文件这个实验为用户提供连接分配和顶层verilog模块，而这些都是手册上所有其他实验的基础。本实验产生的编程文件是DE2板交付时缺省的编程文件。本实验将要介绍如何编译工程并且把生成的编程文件下载到DE2开发板中。启动开发板 将USB线和电源连接到DE2板上。 按下板上的电源开关，这时电源LED点亮。 你会看到开发板开始运行第二章中介绍的演示代码。CycloneII中的顶层verilog模块 这个部分向你介绍一个Quartus II 工程中所需要的所有组件。它将会让你了解如何使用Quartus II将代码转化成数据流下载的整个设计流程。按照以下步骤进行： 进入Quartus II 选择 文件-打开工程（见图5.1）图5.1. 打开Quartus II工程的菜单 选择在C:DE2DE2_Default目录下Quartus II 工程 DE2_Default。 请参考图5.2，点击左边窗口底部的文件图标，选择DE2_Default。查看文件内容和IO端口说明，你会发现我们提供的详细说明使用户能够理解顶层模块每个引脚的用途。DE2 Top-Level Pin Definitionmodule DE2_Default(/ Clock Input /CLOCK_27, / 27 MHzCLOCK_50, / 50 MHzEXT_CLOCK,/ External Clock/ Push Button /KEY, / Button3:0/ DPDT Switch /SW, / DPDT Switch17:0/ 7-SEG Dispaly /HEX0, / Seven Segment Digital 0HEX1, / Seven Segment Digital 1HEX2, / Seven Segment Digital 2HEX3, / Seven Segment Digital 3HEX4, / Seven Segment Digital 4HEX5, / Seven Segment Digital 5HEX6, / Seven Segment Digital 6HEX7, / Seven Segment Digital 7/ LED /LEDG, / LED Green8:0LEDR, / LED Red17:0/ UART /UART_TXD, / UART TransmitterUART_RXD, / UART Rceiver/ IRDA /IRDA_TXD,/ IRDA TransmitterIRDA_RXD, / IRDA Rceiver/ SDRAM Interface /DRAM_DQ,/ SDRAM Data bus 16 BitsDRAM_ADDR, / SDRAM Address bus 12 BitsDRAM_LDQM, / SDRAM Low-byte Data MaskDRAM_UDQM, / SDRAM High-byte Data MaskDRAM_WE_N, / SDRAM Write EnableDRAM_CAS_N,/ SDRAM Column Addr StrobeDRAM_RAS_N, / SDRAM Row Addr StrobeDRAM_CS_N, / SDRAM Chip SelectDRAM_BA_0, / SDRAM Bank Address 0DRAM_BA_1,/ SDRAM Bank Address 0DRAM_CLK, / SDRAM ClockDRAM_CKE,/ SDRAM Clock Enable/ Flash Interface /FL_DQ,/ FLASH Data bus 8 BitsFL_ADDR,/ FLASH Address bus 20 BitsFL_WE_N, / FLASH Write EnableFL_RST_N,/ FLASH ResetFL_OE_N, / FLASH Output EnableFL_CE_N, / FLASH Chip Enable/ SRAM Interface /SRAM_DQ,/ SRAM Data bus 16 BitsSRAM_ADDR, / SRAM Adress bus 18 BitsSRAM_UB_N, / SRAM Low-byte Data MaskSRAM_LB_N, / SRAM High-byte Data MaskSRAM_WE_N, / SRAM Write EnableSRAM_CE_N, / SRAM Chip EnableSRAM_OE_N,/ SRAM Output Enable/ ISP1362 Interface /OTG_DATA, / ISP1362 Data bus 16 BitsOTG_ADDR, / ISP1362 Address 2 BitsOTG_CS_N, / ISP1362 Chip SelectOTG_RD_N, / ISP1362 WriteOTG_WR_N, / ISP1362 ReadOTG_RST_N, / ISP1362 ResetOTG_FSPEED, / USB Full Speed,/ 0 = Enable, Z = DisableOTG_LSPEED, / USB Low Speed,/ 0 = Enable, Z = DisableOTG_INT0, / ISP1362 Interrupt 0OTG_INT1, / ISP1362 Interrupt 1OTG_DREQ0, / ISP1362 DMA Request 0OTG_DREQ1, / ISP1362 DMA Request 1OTG_DACK0_N, / ISP1362 DMA Acknowledge 0OTG_DACK1_N, / ISP1362 DMA Acknowledge 1/ LCD Module 16X2 /LCD_ON, / LCD Power ON/OFFLCD_BLON, / LCD Back Light ON/OFFLCD_RW, / LCD Read/Write Select,/ 0 = Write, 1 = ReadLCD_EN, / LCD EnableLCD_RS, / LCD Command/Data Select,/ 0 = Command, 1 = DataLCD_DATA, / LCD Data bus 8 bits/ SD_Card Interface /SD_DAT, / SD Card DataSD_DAT3,/ SD Card Data 3SD_CMD,/ SD Card Command SignalSD_CLK, / SD Card Clock/ USB JTAG link /TDI, / Terasic API Link:/ CPLD - FPGA (data in)TCK, / Terasic API Link:/ CPLD - FPGA (clk)TCS,/ Terasic API Link:/ CPLD - FPGA (CS)TDO, / Terasic API Link:/ FPGA - CPLD (data out)/ I2C /I2C_SDAT, / I2C DataI2C_SCLK, / I2C Clock/ PS2 /PS2_DAT, / PS2 DataPS2_CLK, / PS2 Clock/ VGA /VGA_CLK, / VGA ClockVGA_HS, / VGA H_SYNCVGA_VS, / VGA V_SYNCVGA_BLANK, / VGA BLANKVGA_SYNC, / VGA SYNCVGA_R, / VGA Red9:0VGA_G, / VGA Green9:0VGA_B, / VGA Blue9:0/ Ethernet Interface /ENET_DATA, / DM9000A DATA bus 16BitsENET_CMD, / DM9000A Command/Data/ Select, 0 = Command, 1 = DataENET_CS_N, / DM9000A Chip SelectENET_WR_N, / DM9000A WriteENET_RD_N, / DM9000A ReadENET_RST_N, / DM9000A ResetENET_INT, / DM9000A InterruptENET_CLK, / DM9000A Clock 25 MHz/ Audio CODEC /AUD_ADCLRCK, / Audio CODEC ADC LR ClockAUD_ADCDAT, / Audio CODEC ADC DataAUD_DACLRCK, / Audio CODEC DAC LR ClockAUD_DACDAT, / Audio CODEC DAC DataAUD_BCLK, / Audio CODEC Bit-Stream ClockAUD_XCK, / Audio CODEC Chip Clock/ TV Decoder /TD_DATA, / TV Decoder Data bus 8 bitsTD_HS, / TV Decoder H_SYNCTD_VS, / TV Decoder V_SYNCTD_RESET, / TV Decoder Reset/ GPIO /GPIO_0, / GPIO Connection 0GPIO_1 / GPIO Connection 1);DE2 Top-Level 图5.2. DE2_Default.v的内容 所有顶层引脚的说明编译设计 你可以点击编译按钮来开始编译。 1 它会为用户产生一个SOF文件（DE2_Default.sof）用于对FPGA进行编程。如果要进行AS模式的编程，需要将文件转换为POF格式。图5.3为编程文件转换菜单。图5.3. 打开编程文件转换菜单 2 在编程文件转换菜单中，选择EPCS16做为配置器件，将输出文件名改为你所需的文件名，而扩展名为pof。 3 点击 SOF Data 标签 然后点击添加文件按钮。选择DE2_Default.sof。 4 在编程文件转换窗口中点击OK来建立POF文件。下载数据流 你可以点击Programmer按钮来进行数据流的下载 1 DE2板用USB-Blaster来进行数据流的下载。我们同时支持JTAG模式和动态串行编程模式（AS 模式）。默认情况下，开发板上的拨动开关是处于RUN位置，这样是采用JTAG模式以便SOF数据流能直接下载到FPGA芯片中。在AS 模式下，是将POF数据流下载到基于Flash的串行配置器件中，仅用于设计确定完成后或在不连接PC的情况下进行测试。将开关拨到PROG采用AS 模式。注意在一般操作中开关要保持在RUN位置。按照以下步骤进行操作：图5.4. 在JTAG/正常模式下开关应保持在RUN的位置 2 一旦点击了Programmer键，如图5.5的编程窗口会弹出。图5.5. FPGA编程窗口3 点击硬件安装，硬件安装对话窗口中的硬件设置标签将会显示，可以在可用的硬件列表中找到USB-Blaster，如图5.6. 所示。 4 点击USB-Blaster，使其处于高亮，然后点击选择硬件按钮。图5.6. USB-Blaster的硬件安装菜单 5关闭硬件安装对话窗口。 6 在编程窗口中选择需要的模式（JTAG模式AS 模式）。 7 点击添加文件按钮来选择需要的SOF文件（JTAG模式）或者POF文件（AS 模式）。 8 点击开始按钮来进行编程。 9 在JTAG模式下，你会立刻看到设计的效果。在AS 模式，你需要重启开发板（开关电源）使FPGA能加载串行配置设备中的数据流。注意：当你第一次打开从别处复制过来的Quartus II设计工程并准备进行编程时，你需要通过选择文件和点击删除按钮来删除已经存在的SOF/POF文件，因为这些文件可能与你目前的路径不同。 一旦在退出Quartus II前保存了Quartus II配置，它会保存当前的SOF/POF文件路径。 在添加一个新文件后，记得要选择配置/编程选项。 在JTAG模式下，你可以用自动检测来确认器件的连接是否正确。第六章 实验二 电视盒HDTV/SDTV 是最重要的多媒体技术之一，因而学生和工程师都应该去学习该项技术从而满足在这一领域中的巨大工业需求。这个实验中我们将使用DE2板去实现一个电视盒。实验设置和说明： 工程路径：C:DE2DE2_TV 用到的编程文件 ：C:DE2DE2_TVDE2_TV.sof 或者 DE2_TV.pof 根据图6.1并按照以下步骤来设置实验： 将DVD播放器的图像输出接口连接到DE2板上的Video IN RCA 接口。 将DE2板上的VGA输出接口连接到LCD/CRT显示器上。 将编程文件下载到FPGA中。 现在你可以控制DVD播放器播放电影。 每次打开电源后，按KEY0键重置电路。图6.1. 电视盒的实验配置重要信息： DVD播放器必须设置成以下模式： 1 NTSC 2 60Hz 3 4：3 ratio 4 Non-progressive 模式第七章 实验三 USB画笔 USB是许多多媒体产品中最流行的通讯方式。DE2在主从设备上向用户提供完整的USB解决方案。在这个实验中，我们用USB鼠标作为输入设备实现了画笔的应用。实验安装和说明 工程路径：C:DE2 UP4_NIOS_HOST_MOUSE_VGA 编程文件：UP4_api.sof NIOS II Workspace ：C:DE2 UP4_NIOS_HOST_MOUSE_VGA 按照图7.1并按以下步骤设置实验： 把USB鼠标连接到DE2板上的USB 主设备连接口 把VGA输出口连接到LCD/CRT显示器上。 将编程文件下载到FPGA中。 运行 NIOS II IDE 并选择C:DE2UP4_NIOS_HOST_MOUSE_VGA作为workspace，点击“Compile and Run”键。 现在你可以在VGA屏幕上看到有Altera标志的蓝色画布。 移动USB鼠标来移动绿色的水平交叉点。 在屏幕上用鼠标左键画白色的点/线，用鼠标右键画蓝色的点/线。图7.1 USB画笔应用的实验配置第八章 实验四 USB设备 多数的USB应用和产品都作为一个USB设备而不是主机。在这个实验中，我们把DE2板作为一个USB设备使用，以便用PC上的软件去控制DE2。实验安装和说明： 工程路径：C:DE