FPGA入门

这篇博客介绍了如何利用Quartus-II软件设计和仿真一个1位全加器。首先,详细阐述了从创建新项目到绘制半加器原理图的步骤,并强调了正确编译的重要性。接着,提到了创建半加器的元件符号以供调用。在仿真部分,博主遇到了波形文件导入库的问题,但未给出解决方案。博客内容适合电子设计和FPGA初学者参考。

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基于Quartus-II软件完成一个1位全加器的设计

1、半加器设计

1、打开quartusII,新建一个项目
2、选择目标芯片:cycloneIVE系列的EP4CE11529C7
3、新建原理图文件File->new->Block Diagram/Schematic File
4、在编辑窗中调入元件,完成半加器的原理图输入
5、存盘编译,只要不报错就不用管

如下图:
在这里插入图片描述
将设计项目设置成可调用的元件
File->create/update->Create Symbol File for Current File
在这里插入图片描述
将当前的bdf的文件转换为元件符号存盘。

2、半加器仿真

(1)新建波形文件。
如上面新建图形文件的方法,从“file”中选择“new”,然后从出现的对话框中选择University Program VWF。
在这里插入图片描述
(2)输入波形文件。
在波形文件编辑器左端大片空白处双击,出现“insert node or bus"对话框,点击
node finder->list-> 》
之后编辑波形图再仿真。
在这里插入图片描述
在这里笔者发现quartus没能正确的导入lib包,还没能解决这个问题。
在这里插入图片描述
之后解决了再补充。

### FPGA基础知识概述 FPGA(Field Programmable Gate Array,现场可编程门阵列)是一种特殊的硬件设备,允许开发者在其上设计并实现自定义的数字电路逻辑[^4]。这种技术在PAL、GAL等早期可编程器件基础上发展而来,旨在解决传统ASIC(特定应用集成电路)灵活性差以及先前PLD(Programmable Logic Device, 可编程逻辑器件)容量有限的问题。 #### 查找表(LUT)结构及其重要性 为了支持频繁重新配置的需求,现代大多数商用FPGAs内部采用了基于SRAM工艺制造的查找表(Look-Up Table,LUT),这是一种能够灵活映射输入输出关系的数据存储单元集合体。LUT使得工程师可以通过修改其内容轻松调整所构建的功能模块而不必改动物理连线布局;对于某些特殊应用场景下的高端产品,则可能运用Flash或熔丝/反熔丝型LUT来增强稳定性和安全性特性[^3]。 ### FPGA入门指南 针对初学者而言,掌握好以下几个方面有助于顺利开启FPGA的学习之旅: - **理解基本概念**:熟悉布尔代数原理、真值表表示法、Karnaugh图简化技巧等相关理论知识。 - **选择合适的工具链**:当前市面上主流供应商如Xilinx和Intel(Altera)均提供了各自完整的IDE环境用于编写HDL(Hardware Description Language)代码并对目标芯片进行综合编译下载操作。 - **实践动手项目**:尝试搭建简单的组合与时序逻辑电路模型,比如加法器、计数器之类的小实验可以帮助加深印象。 - **参与社区交流**:加入在线论坛或是本地兴趣小组可以获得宝贵的经验分享和技术指导,例如优快云博客作者孤独的单刀就因其详尽系统的教程受到了广泛好评[^2]。 ```bash # 安装Vivado HLS (假设使用的是Ubuntu Linux) sudo apt-get update && sudo apt-get install vivado-hls ```
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