Altera FPGA开发入门：软件安装与点灯与仿真（QuartusPrime & ModelSim）

Naisu Xu

于 2025-02-24 10:45:00 发布

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分类专栏： FPGA与CPLD相关文章标签： EP4CE6 Cyclone IV 嵌入式 Quartus ModelSim

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/Naisu_kun/article/details/145670014

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文章目录

目的
软件与资料
开发入门
总结

目的

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最近工作上有使用FPGA的需求，这里先拿个 Altera 的 EP4CE6E22C8N 来练练手。除去电脑，开发最低需求只需要一个核心板，一个 USB Blaster 下载器即可，加一起几十块钱就可以搞定。

软件与资料

开发软件

在这里插入图片描述
开发软件用的 Intel® Quartus® Prime Lite Edition Design Software Version 22.1.2 for Windows ，这个版本，免费且是最后一个仿真可以直接选ModelSim的版本（现在新的仿真软件Questa入门版也是免费的，不过我这里其它地方有用ModelSim的需求）：
https://www.intel.com/content/www/us/en/software-kit/785086/intel-quartus-prime-lite-edition-design-software-version-22-1-2-for-windows.html

我这里下载单个文件的方式，只需要用到下面的软件和器件数据就够了：
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仿真软件

仿真软件用的 ModelSim-Intel® FPGAs Standard Edition Software Version 20.1.1 ，安装时选择入门版不需要License：
https://www.intel.com/content/www/us/en/software-kit/750666/modelsim-intel-fpgas-standard-edition-software-version-20-1-1.html
在这里插入图片描述

芯片资料

EP4CE6E22C8N 属于Cyclone IV 系列的FPGA：
在这里插入图片描述

资料可以从下面页面找到：
https://www.intel.com/content/www/us/en/docs/programmable/767845/current/cyclone-iv-featured-documentation-quick.html
在这里插入图片描述

开发入门

在这里插入图片描述
这里并不介绍上图这种通用的FPGA开发流程，只是讲一讲上面的软件和单片机的大致开发过程步骤。

这里将实现一个LED灯闪烁的功能，过程中涉及新建项目文件、IP核使用、仿真、引脚分配、下载等。

首先介绍软件界面主要需要用到的部分按钮：
在这里插入图片描述

新建项目和文件

可以从 File -> New Project Wizard 选择创建新项目：
在这里插入图片描述

新建项目后选择创建代码文件（这里保持为 blink.v）：
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使用IP核

接下来就可以直接写代码了。不过这里用个软件自带的IP核来实现计时功能：
在这里插入图片描述

我的核心板上芯片的外部时钟是50MHz的，我准备用这个作为计数器输入，这样计数 25000000 次就是500ms。

编写代码和分析综合

接下来在 blink.v 中写点灯的功能代码：

module blink( // 声明模块
	clk,
	led
);

	input clk;            // clk为输入信号
	output reg led = 0;   // led为输出信号
	wire [27:0] count;
	
	counter counter_inst(
		.clock(clk),       // 连接计数器时钟和clk
		.q(count)          // 连接计数器计数值和count
	);
	
	always@(posedge clk)  // 在clk上升沿时
		if (count == 0)    // 当count为0时
			led <= !led;    // 对led值取反

endmodule

完成代码后可以执行分析和综合，没有错误的话可以看到设计情况：
在这里插入图片描述

仿真测试

接下来新建 blink_tb.v 文件（这种 xxx_tb.v 的命名方式只是一种常见写法 testbench ）用于仿真测试，代码如下：

`timescale 1ns/1ns // 仿真时间尺度和精度

module blink_tb();

	reg sig_clk;
	wire sig_led;

	blink blink_inst(
		.clk(sig_clk),
		.led(sig_led)
	);

	initial sig_clk = 0;           // 设置初值
	always #10 sig_clk = ~sig_clk; // 每 10*1ns 翻转一次sig_clk（即50MHz信号）
	
	initial begin      // 开始执行
		#2_000_000_000; // 延时 2_000_000_000 纳秒（即 2000ms 或 2秒钟）
		$stop;          // 停止执行
	end

endmodule