FPGA开发板使用手册.pdf

**FPGA开发板使用手册** 在电子工程领域，FPGA（Field-Programmable Gate Array）是一种可编程逻辑器件，允许用户根据需求自定义电路设计。对于初学者或专业人士来说，掌握FPGA开发板的使用至关重要。本篇将详细介绍FPGA开发板的基本操作流程，特别是如何通过USB Blaster下载器进行程序的加载与调试。 ### USB Blaster下载器 USB Blaster是Altera公司（现被Intel收购）开发的一种JTAG接口设备，用于对FPGA进行编程和调试。它通过USB接口连接到计算机，提供了一种便捷的方式将Verilog或VHDL代码烧录到FPGA内部。USB Blaster支持两种主要的下载方式： 1. **JTAG（Joint Test Action Group）下载方式**：JTAG是一种国际标准测试协议，最初用于硬件的边界扫描测试。在FPGA应用中，JTAG允许开发者对器件进行在线编程、调试和故障检测。通过JTAG接口，可以直接将程序（比特流文件）下载到FPGA的SRAM中。然而，由于FPGA的SRAM结构，一旦电源断开，程序数据会丢失。 2. **AS（Active Serial）下载方式**：AS下载方式通常是指通过串行配置芯片（如EPCS，EPCQ等）将程序存储下来。当电源重新开启时，配置芯片会自动将程序加载到FPGA中，实现非易失性存储。这种方式适用于需要在断电后保持功能的系统。 ### FPGA开发板的使用步骤 1. **硬件准备**：确保FPGA开发板连接正确，包括电源、USB Blaster和电脑之间的连接。同时，检查开发板上的跳线设置是否符合JTAG或AS下载模式的要求。 2. **安装驱动及软件**：在计算机上安装对应的Altera Quartus II或Intel Quartus Prime软件，以及USB Blaster驱动。这些软件包通常包含了编译、仿真和下载所需的全部工具。 3. **创建项目**：在Quartus II或Prime环境中新建一个工程，选择对应的FPGA型号和开发板。然后，编写Verilog或VHDL代码实现你的设计。 4. **编译与仿真**：在软件中编译你的代码，检查并解决可能出现的错误或警告。完成后，可以通过软件的仿真功能预览设计的功能和性能。 5. **生成比特流文件**：编译成功后，软件会生成一个`.sof`（Altera格式）或`.bit`（Xilinx格式）的比特流文件，这是FPGA的配置文件。 6. **下载程序**：选择合适的下载方式（JTAG或AS）。在Quartus软件中，通过JTAG接口选择“Start JTAG Programmer”并连接到USB Blaster，然后加载比特流文件进行下载。若采用AS方式，需先将比特流文件烧录到配置芯片，再上电运行。 7. **硬件调试**：下载完成后，可以通过板载的LED、按钮、示波器等硬件资源进行实时调试。观察设计的运行情况，如有问题，回到代码进行修改并重复上述步骤。 ### FPGA开发中的注意事项 - 在进行下载前，确保FPGA开发板已正确上电，并且所有连接都已稳定。 - 保存好配置文件，以防重新编程或更换配置芯片。 - 注意JTAG链路的连接顺序，避免短路或误接导致设备损坏。 - 对于AS下载，要遵循配置芯片的特定编程步骤，如EPCS的Erase、Program和Verify操作。 理解并熟练掌握FPGA开发板的操作，尤其是USB Blaster的使用，对于提升FPGA设计的效率和质量至关重要。持续实践和学习，将有助于你深入理解和运用这一强大的硬件开发平台。