Led

硬件开发

新建原理图

1、打开Quartus II 11.0,新建一个工程,File -> New Project Wizard…,忽略Introduction,之间单击 Next> 进入下一步。分别设置工程工作目录、工程名称。这里需要注意的是工程工作目录中请使用英文,不要含有空格等,否则在后面使用Nios II IDE的时候会出现问题。设置好后如图1所示。然后进行下一步。这里工程命名为lab2_led

2、添加已经存在的文件,这里没有需要添加的文件,直接单击 Next> 进入下一步。进行器件设置。使用的是 Cyclone IV家族的 EP4CE6E22C8芯片,选择好后直接进入下一步。进行EDA工具设置,由于工程中不进行仿真等,故不进行设置,如果需要进行ModelSim仿真,则在Simulation行中,选择Tool Name 为ModelSim-Altera(这里根据所安装的ModelSim版本进行选择),Format(s)选择为Verilog HDL(这里也是根据所掌握的硬件描述语言进行选择)。点击 Next> ,进入了Summary(摘要)页面,然后单击 Finish 完成即可。

3、新建 Block Diagram/Schematic File (方块图/原理图文件)。单击 File -> New..,选择Design Files中的Block Diagram/Schematic File,单击OK即可。

QSys调用模块

  1. 启动Qsys 工具,进行IP模块的调用。单击 Tools -> Qsys  ,进入Qsys设置界面。系统已经默认添加了时钟模块,名称为 clk_0 ,这里选中 clk_0,右击,选择Rename,将其名称更改为clk。以下再添加任何模块,都进行类似的名称更改,更改名称的方法类似,就不在重复叙述了。

  1. 添加软核处理器的各部分模块。总共需要添加

Nios II Processor、

JTAG UART、

System ID Peripheral

EPCS Serial Flash Controller

Sdram controller

pio

这6个模块。首先熟悉一下 Qsys 的界面。左面Component Library,是系统提供的元件库,里面有一些构成处理器的常用模块。右面是已经添加到系统的模块,也就是说,Nios II 软核处理器是可以定制的,根据具体需要来。在Component Library中搜索Nios II Processor,双击即可进行配置。首先需要选择的是Nios II 核心的类型。Nios II 软核的核心共分成三种,为e型、s型以及f型。e型核占用的资源最少,功能也最简单,速度最慢。s型核占用资源其次,功能和速度较前者都有所提升,f型核的功能最多,速度最快,相应的占用资源也最多,选择的时候根据需求和芯片资源来决定,这里选择s核。然后单击 Finish,结束当前配置。

  1. 添加SDRAM Controller,这里使用的SDRAM芯片,大小为64M      B = 1M x 16Bit x 4Banks,具体的其他内容大家可以查看其datesheet。

重命名为sdram;

  1. 添加EPCS/EPCQx1 Serial Flash Controller,这里不用进行任何设置,直接单击Finish完成即可。

  2. 添加Jtag下载调试接口。在元件库中搜索 jtag uart。双击进行设置。由于系统没有特殊要求,因此这里选择默认配置即可。单击 Finish 结束当前配置。

  1. 添加系统ID模块。系统ID是系统与其他系统区别的唯一标识。在元件库中搜索 system id peripheral,双击进行设置。这里随便进行设置,如设置为123。单击 Finish,结束当前配置。

  1. 添加PIO。双击打开后,根据实际需要选择位宽(Width)和方向(Direction),这里使用的是4个LED,所以Width设置为4,Direction设置为Output。单击Finish完成设置。

    重命名如下:

  2. 连线,即将右面 Connections栏目中的相关线通过设置节点进行连接。首先所有模块的clk连接起来。

然后片内存储器sdram的s1和处理器nios2的data_master和instruction_master相连。

JTAG调试模块jtag_uart的avalon_jtag_slave和处理器nios2的data_master相连。

系统ID模块sysid_qsys的control_slave和处理器nios2的data_master相连。

  1. Led_pio模块的S1连接处理器nios2的data_master;

    设置led_pio的输出端口,并重命名端口名;

  2. 设置复位信号。

  1. 处理器nios2的中断和jtag_uart的中断、epcs_flash的中断相连接。

  1. epcs_flash后面的小锁单击,将其锁上。

  2. 进行软核的相关设置。首先双击nios2,进入处理器设置模块。在Core Nios II标签下,Reset vector memory设置为epcs_flash.epcs_control_port,Exception vector memory设置为sdram.s1,然后单击Finish完成设置。

  1. 单击 System -> Assign Base Addresses,这时候会发现下部Messages窗口中原先的错误全部没有了,变为0 Errors,0 Warnings。如果不是这个结果,返回去按步骤检查。

  1. 单击 File -> Save,进行保存,这里保存文件名为lab2_led。
  2. 最后,选择Generation选项卡,设置Create simulation model为None,然后单击下面的Generate,进行生成。时间较长,大家耐心等待。

  3. 完成后单击close即可,然后关闭Qsys回到Quartus II界面。

原理图添加IP模块

  1. 添加niosII核

    双击Block1.bdf的空白处,打开Symbol对话框。选择project

  2. 添加PLL

    单击右下角的MegaWizard Plug-In Manager…,进入宏模块调用界面。

    选择Creat a new custom megafunction variation,单击 Next> 进入下一步,在What name do you want for the output file下面的地址后面添加输出文件的名称PLL。然后在右侧搜索框中搜索ALTPLL,选中即可,这一步主要为系统添加时钟模块,然后单击 Next>进入下一步。

    弹出ALTPLL设置对话框,这里在 General栏目的What is the frequency of the inclk0 input?地方,将时钟更改为50MHz。

    接着按照以下流程进行设置:

    接着一直默认设置,一直next到一下窗口,点击Finish。

    这时会弹出一个Quartus II IP Files对话框,单击Yes完成即可,不需要进行任何操作。然后单击Symbol对话框中的OK即可,然后将模块放在Block1.bdf中即可。

  3. 连接、添加引脚

    双击打开Symbol对话框,在Name中and2,添加与门。

    点击选择要添加引脚的模块,右击,选择generate pins for symbol ports。

    对引脚进行重命名,如下所示:

  4. 单击 Project -> Add/Remove Files in Project…,单击File name后面的浏览按钮,选择.qsys文件,单击Add将其添加进来,然后单击OK。
  5. 配置引脚

    首先,进行编译,然后采用脚本文件进行配置,toolsàtcl scripts;

  6. 设置工程参数

    设置AS配置器件EPCS4

    设置双用引脚;

  7. 综合,由于时间较长,请耐心等待。

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