[FPGA 学习记录] FPGA 开发环境的搭建

FPGA 开发环境的搭建

一、Quartus II 主体软件安装¹²

1.1 选择软件安装位置

需要 10G 及以上的磁盘空间

我这里选择 E 盘：

安装路径为 E:\Work_Soft\FPGA_Soft\，在安装路径下新建文件夹，文件夹的命名不要包含中文、空格以及特殊字符，但是可以使用下划线，我这里将文件夹命名为 Quartus_II_13_0：

1.2 找到安装包存放位置

Quartus II 13.0 应用程序存放位置：F:\FPGA\QuartusII_13.0\QuartusSetup-13.0.1.232.exe （野火资料下载中心 官网下载地址 ）

1.3 运行安装程序

点击鼠标右键，选择 以管理员身份运行：

稍等片刻之后 用户账户控制 界面弹出：

点击 是

1.4 开始安装

稍等片刻之后 安装欢迎界面弹出

直接点击 下一步(Next)

点击了 下一步(Next) 之后 进入安装许可界面，选择 我同意(I accept ……)，然后点击 下一步(Next)：

1.5 安装位置的选择

点击 打开文件夹图标

选择刚刚建立的文件夹 作为软件存放位置，安装位置选择完毕之后 点击 确定

点击 下一步

1.6 安装组件的选择

这里是 默认全选

我这里没有将 器件库 一并安装，所以只有 Quartus II 软件的主体部分，按照默认全选，点击下一步(Next)

1.7 显示安装的整体信息

接下来显示的是磁盘使用信息，显示软件将会使用的磁盘空间以及磁盘的剩余空间，我这里空间充足 直接点击下一步(Next)

1.8 等待软件安装

接下来，就开始了软件的安装

这一过程 需要持续一段时间

安装过程所需要时间的长短（我这里用时时长19 分钟左右[硬件：处理器 Intel® Core™ i5-1035G1 CPU @ 1.00GHz 1.19 GHz，内存 8.00 GB]） 是由你的电脑性能以及器件库的大小所决定的

经过一段时间的等待 软件安装接近尾声

1.9 软件安装完成

在弹出的结束界面有三个选项卡：

• 是否创建桌面快捷方式；
• 是否立即打开 Quartus II 软件；
• 是否提供反馈信息。

我这里只勾选第一个选项卡 创建桌面快捷方式 ，然后点击 结束 按钮

安装界面关闭

回到桌面，可以发现 ，桌面上已经创建了 Quartus II 开发软件 的快捷方式

双击快捷方式打开软件，就进入了 Quartus II 软件。

软件打开之后，弹出了提示信息

信息提示已经成功安装了 Quartus II 软件，但是并没有安装器件库，询问是否立即安装器件库，点击 否(No)

关闭软件，退出

Quartus II 主体软件安装完成

二、器件库的安装

2.1 找到器件库安装程序

首先，打开开始菜单，找到器件库安装程序，(鼠标左键)双击打开

接下来弹出了器件库安装 用户账户控制界面

点击 是

2.2 开始安装

接下来弹出了器件库的安装界面

它告知我们将会安装这一版本的器件库，可以发现 器件库的版本(13.0.1.232)与安装的开发软件的版本(QuartusSetup-13.0.1.232.exe)是相同的，直接点击 下一步(Next)

2.3 选择器件库

接下来进入器件库文件的选择，点击 打开文件夹图标

找到器件库文件，选中器件库文件之后，点击 确定

点击 下一步(Next)

2.4 器件库组件的选择

接下来就是器件库组件的选择，选中 Cyclone, Cyclone II/III/IV 器件库，点击 下一步(Next)

2.5 安装的整体信息

随后显示的是磁盘使用信息，显示器件库的安装将会使用的磁盘空间以及磁盘的剩余空间，点击 下一步(Next)

2.6 等待软件安装

器件库开始安装

2.7 器件库安装完成

经过一段时间的等待，器件库安装完成，弹出结束界面 点击 结束(Finish) 按钮

器件库安装完成

回到桌面，双击快捷方式，打开开发软件，弹出开始界面，点击 关闭

软件打开之后，并没有提示安装器件库，器件库安装成功，关闭 Quartus II 软件

三、USB-Blaster 驱动的安装

USB-Blaster 就是我们使用的下载器，FPGA 工程的程序下载、上板调试以及验证都离不开 USB-Blaster 的下载器，第一次使用下载器需要安装驱动，在开发软件的安装过程中 已经将下载器的驱动写入了安装文件，这里只需要更新一下驱动程序。

3.1 连接 USB-Blaster 硬件

将开发板、 USB-Blaster 和电脑进行正确连接，保证供电正常，打开开发板电源。

3.2 更新驱动程序

回到桌面，选中 我的电脑，点击(鼠标)右键，打开 管理 选项卡

选择 设备管理器，在其他设备中（注意：必需将 USB-Blaster 通过 USB 线连接到计算机上的 USB 口）可以看到下载器前显示一个黄色的叹号⚠，这表示驱动没有成功安装，选中下载器，点击(鼠标)右键，选择 更新驱动程序

在弹出的选项卡中，选择第二个选项 浏览我的计算机以查找驱动程序软件®

3.3 选择驱动程序

点击 浏览，找到 Quartus II 开发软件安装位置，在软件安装文件夹中，选择 quartus 文件夹，随后选择 drives 文件夹，选择 usb-blaster，点击 确定

勾选 包括子文件 选项，点击 下一步(Next)

3.4 开始安装

弹出 Windows安全中心 界面，点击 安装

3.5 安装完成

界面提示成功更新驱动程序，点击 关闭

完成 USB-Blaster 驱动安装后，这时可以看到，在“通用串行总线控制器”下显示出“Altera USB-Blaster” ，表示驱动安装成功

四、Modelsim 仿真软件的安装

4.1 安装位置的选取

我这里选择与 Quartus 开发软件相同的安装位置，建立文件夹（文件夹的命名同样不要包含中文、空格以及特殊字符，但是可以使用下划线）将文件夹命名为 Modelsim_SE_10_5

4.2 找到安装包存放位置

选择安装包应用程序，点击(鼠标)右键，选择 以管理员身份运行

弹出 用户账户控制界面，点击 是

4.3 开始 Modelsim 的安装

随后弹出进度条，表示安装程序的写入

接下来是欢迎界面，欢迎界面提示将会安装 Modelsim SE-64 位 10.5 版本

直接点击 下一步(Next)

4.4 安装位置的选择

接下来是安装位置的选择

点击 浏览，选择刚刚建立的文件夹 作为存放位置，安装位置选择完毕，点击 选择目标

点击 下一步(Next)

在显示的许可协议中 点击 同意

4.5 等待 Modelsim 安装完成

Modelsim 仿真软件开始安装

安装过程中弹出对话框，提示 是否创建桌面快捷方式，点击 是

随后弹出的对话框提示 是否将 Modelsim 添加到面板，这对于在 DOS 中 编译与仿真的批处理十分有用，这里选择 是

随后的界面提示 是否安装硬件安全密钥驱动，点击 是

4.6 安装完成

界面提示 是否重启电脑，选择 否

安装硬件安全密钥驱动中

到这里时电脑不知道什么原因突然蓝屏，自动重启了 😃

回到桌面，桌面上已经创建了 Modelsim 的快捷方式

双击快捷方式 打开 Modelsim 仿真软件

软件弹出报错信息，这是因为 Modelsim 软件的使用必须购买正版的许可证，这里选择关闭

以上就是第二部分 Modelsim 仿真软件安装的全部过程

五、Visio 绘图软件的安装

5.1 安装位置的选取

选择与仿真软件相同的安装位置，建立文件夹，文件夹的命名依然不要包含中文、空格以及特殊字符，可以使用下划线，这里将安装文件夹命名为 Visio_2013

5.2 找到安装包存放位置

选择第一个文件夹

选择软件安装应用程序，点击(鼠标)右键，选择 以管理员身份运行

弹出 用户账户控制界面，点击 是

弹出 协议许可界面，勾选 我接收此协议的条款，点击 继续

5.3 开始 Visio 的安装

在安装界面中 选择 自定义

选择 文件位置 选项卡，点击 浏览

选择刚刚建立的文件夹 作为存放位置，选中文件夹，点击 确定

点击 立即安装

5.4 等待 Visio 软件安装完成

Visio 绘图软件 开始安装

经过一段时间的等待 Visio 绘图软件安装完成，点击 关闭

回到桌面，在空白处点击(鼠标))右键，选择 新建，选择 Visio 绘图

(鼠标左键)双击打开新建的 Visio 绘图

界面提示 选择绘图类型

可以直接关闭

也可以选择 常规–>基本框图，点击 确定

界面提需要激活 Office，选择 关闭

5.5 加载波形工具箱

找到 Visio 安装文件存放位置，打开波形工具箱

复制文件夹中的 3 个文件

选择 文档，打开 我的形状，粘贴刚刚复制的三个文件

回到刚刚的 Visio 软件，选择 更多形状–>我的形状，选择刚刚复制的 3 个波形工具箱

可以使用这 3 个波形工具箱，进行波形图的绘制、状态机的绘制以及框图的绘制，以上就是第三部分 Visio 绘图软件的安装

六、QuartusII_13.0 和 ModelSim_10.5se 软件的关联

首先打开 工具 选项，选择 Options…

选择 General 下的 EDA Tool Options，找到 Modelsim 选项卡，选择最右侧的三个点

找到 Modelsim 仿真软件安装位置，在安装文件夹下 找到并选中 win64 文件夹，点击选择文件夹

点击 OK，这样就实现了开发软件与仿真软件的关联

测试

选择 Files–》Open Project

找到并打开工程文件

点击这个位置，开始编译

提示报错，点击 OK

可以看到，报错是由于 license 的原因

附录一、Quartus II 破解

将破解器复制粘贴到 XXXX\XXXX\XXX\quartus\bin64 文件夹下³

选中 Quartus_13.0_SP1_x64破解器.exe，右键 以管理员身份运行

弹出 用户账户控制界面，点击 是

点击 应用（此时一定要关闭 Quartus II 程序）

弹出如下界面，会生成一个 licens.dat 的文件，要求我们保存，我们先将其保存在桌面上。

接下来，我们需要对刚刚生成的 license.dat 文件进行一定的修改，首先选中刚刚生成的license.dat 文件，单击右键，选择打开方式为记事本，即通过记事本打开此文件，然后将先前存在 txt 文本中的 NIC ID，即网卡号复制，将此 license 中的所有“XXXXXXXXXXXX”，都用你的网卡号替换，然后保存此文件。将其复制到一个不易被误删的文件夹下，这里我一般选择保存在软件安装目录下，这里即“E:\altera\13.0”文件夹下。然后再次运行 Quartus II 软件，在弹出的下面的页面中接着再次选择最后一项，点击 OK⁴

再次编译，成功

我们点击这个位置 可以进行 RTL 代码的仿真

报错 Unable to checkout a viewer license necessary for use of the ModelSim graphical user interface.Vsim is closing

附录二、Modelsim 破解

把 MentorKG.exe、mgls.dll 以及 patch64_dll.bat 一起复制

粘贴到 Modelsim 安装目录的 win64 下

进入安装目录下的 win64 文件夹找到 mgls.dll、mgls64.dll 两个文件，去掉只读属性。

运行 patch64_dll.bat，产生 license 后，放到任意目录下，例如【E:\Work_Soft\FPGA_Soft\Modelsim_SE_10_5】。

新建用户环境变量【MGLS_LICENSE_FILE】，变量值为 license 放置的目录，例如：【D:\Software\Modelsim_10.5\LICENSE.TXT】

再次尝试仿真，成功

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2021年12月15日

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参考资料：

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1. 【野火】FPGA系列教学视频，真正的手把手教学，“波形图”教学法，现场画波形图写代码… ↩︎

2. [野火]FPGA Verilog开发实战指南——基于Altera EP4CE10 征途Pro开发板 ↩︎

3. Quartus II 13.0安装和破解教程 ↩︎

4. Quartus II 13.0安装和破解教程 ↩︎