FPGA基本教程

FPGA 基本教程 第一节 FPGA的基本开发流程 PLD是可编程逻辑器件（Programable Logic Device）的简称，FPGA是现场可编程门阵列（Field Programable Gate Array）的简称，两者的功能基本相同，只是实现原理略有不同，所以我们有时可以忽略这两者的区别，统称为可编程逻辑器件或PLD/FPGA。 PLD是电子设计领域中最具活力和发展前途的一项技术，它的影响丝毫不亚于 70年代单片机的发明和使用。 PLD能做什么呢？可以毫不夸张的讲，PLD能完成任何数字器件的功能，上至高性能CPU,下至简单的74电路，都可以用 PLD来实现。PLD如同一张白纸或是一堆积木，工程师可以通过传统的原理图输入法，或是硬件描述语言自由的设计一个数字系统。通过软件仿真，我们可以事先验证设计的正确性。在 PCB完成以后，还可以利用 PLD的在线修改能力，随时修改设计而不必改动硬件电路。使用 PLD来开发数字电路，可以大大缩短设计时间，减少 PCB面积，提高系统的可靠性。 PLD的这些优点使得 PLD技术在 90年代以后得到飞速的发展，同时也大大推动了EDA软件和硬件描述语言（HDL）的进步。 如何使用 PLD呢？其实PLD的使用很简单，学习 PLD比学习单片机要简单的多，有数字电路基础，会使用计算机，就可以进行 PLD的开发。 开发PLD需要了解两个部分：1.PLD开发软件 2.PLD本身 由于 PLD软件已经发展的相当完善，用户甚至可以不用详细了解 PLD的内部结构，也可以用自己熟悉的方法：如原理图输入或HDL语言来完成相当优秀的PLD设计。所以对初学者，首先应了解 PLD开发软件和开发流程。了解 PLD的内部结构，将有助于提高我们设计的效率和可靠性。 下面我们以基于 Altera公司的QuantusII软件来简单说明一下 FPGA的开发流程。 下图是一个典型的基于 QuantusII的FPGA开发流程。 （1）建立工程是每个开发过程的开始，QuantusII（以下简称Q2）以工程为单元对设计过程进行管理。 （2）建立顶层图。可以这样理解，顶层图是一个容器，将整个工程的各个模块包容在里面，编译的时候就将这些模块整合在一起。也可以理解为它是一个大元件，包含各个模块，编译的时候就是生成一个这样的大元件。 （3）采用ALTERA公司提供的LPM功能模块。Q2软件环境里包含了大量的常用功能模块，例如计数器、累加器、比较器、译码器等等；如果不懂得在工程中采用这些现有的功能模块真是太浪费了。以本人的经验，一个设计中一般只有极少部分的模块需要自己从零设计。 （4）自己建立...