自动化学院电子信息科学与技术系 蔡述庭、尹明、谢云、刘冰茹
Altera DE2 使用教程
电子信息科学与技术系
广东工业大学
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目录
DE2 开发板资源:.................................................................................3
FPGA简要介绍....................................................................................5
Quaturs使用基础 ................................................................................7
用HDL写代码 ....................................................................................22
管脚的输入方式 ................................................................................25
NIOSII 实验 ......................................................................................25
FAQ.....................................................................................................36
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DE2 开发板资源:
Table. DE2 Board Information
Feature Description
FPGA
• Cyclone II EP2C35F672C6 with EPCS16 16-Mbit serial configuration device
I/O Devices
• Built-in USB-Blaster
TM
cable for FPGA configuration
• 10/100 Ethernet
• RS232
• Video out (VGA 10-bit DAC)
• Video in (NTSC/PAL/multi-format)
• USB 2.0 (type A and type B)
• PS/2 mouse or keyboard port
• Line in/out, microphone in (24-bit Audio CODEC)
• Expansion headers (76 signal pins)
• Infrared port
Memory
• 8-MBytes SDRAM, 512K SRAM, 4-MBytes flash
• SD memory card slot
Displays
• 16 x 2 LCD display
• Eight 7-segment displays
Switches and LEDs
• 18 toggle switches
• 18 red LEDs
• 9 green LEDs
• Four debounced push-button switches
Clocks
• 50-MHz crystal for FPGA clock input
• 27-MHz crystal for video applications
• External SMA clock input
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可以在目前开发板上做的实验包括
基本的 VHDL 以及 Verilog HDL 实验
接口实验
高级实验
NIOS II CPU 实验
开发套件清单
1 DE2 开发板一个
2 ByteBlasterII 下载电缆 1 根
3 5v 电源一个
4 光盘一张
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FPGA 简要介绍
FPGA 是英文 Field Programmable Gate Array 的缩写，即现场可编程门阵列，它是在 PAL、
GAL、EPLD 等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路（ASIC）
领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门
电路数有限的缺点。FPGA 采用了逻辑单元阵列 LCA（Logic Cell Array）这样一个新概念，
内部包括可配置逻辑模块 CLB（Configurable Logic Block）、输出输入模块 IOB（Input Output
Block）和内部连线（Interconnect）三个部分。FPGA 的基本特点主要有：1）采用 FPGA 设
计 ASIC 电路，用户不需要投片生产，就能得到合用的芯片。 2）FPGA 可做其它全定制或
半定制 ASIC 电路的中试样片。3）FPGA 内部有丰富的触发器和 I／O 引脚。4）FPGA 是
ASIC 电路中设计周期最短、开发费用最低、风险最小的器件之一。5）FPGA 采用高速 CHMOS
工艺，功耗低，可以与 CMOS、TTL 电平兼容。可以说，FPGA 芯片是小批量系统提高系统
集成度、可靠性的最佳选择之一。
目前 FPGA 的品种很多，有 XILINX 的 XC 系列、TI 公司的 TPC 系列、ALTERA 公司
的 FIEX 系列等。FPGA 是由存放在片内 RAM 中的程序来设置其工作状态的，因此，工作
时需要对片内的 RAM 进行编程。用户可以根据不同的配置模式，采用不同的编程方式。
加电时，FPGA 芯片将 EPROM 中数据读入片内编程 RAM 中，配置完成后，FPGA 进入工
作状态。掉电后，FPGA 恢复成白片，内部逻辑关系消失，因此，FPGA 能够反复使用。FPGA
的编程无须专用的 FPGA 编程器，只须用通用的 EPROM、PROM 编程器即可。当需要修改
FPGA 功能时，只需换一片 EPROM 即可。这样，同一片 FPGA，不同的编程数据，可以产
生不同的电路功能。因此，FPGA 的使用非常灵活。FPGA 有多种配置模式：并行主模式为
一片 FPGA 加一片 EPROM 的方式；主从模式可以支持一片 PROM 编程多片 FPGA；串行
模式可以采用串行 PROM 编程 FPGA；外设模式可以将 FPGA 作为微处理器的外设，由微
处理器对其编程。
使用本学习板涉及的知识有:
1 数字电子技术（原理图方式）
2 VHDL 或者 verilog HDL 语言
3 Quartus 使用
4 NIOS II IDE 使用
5 SOPC builder
从容易操作和上手的角度出发,我们将采用简单的例子来学习这些工具的使用,目的是使学习
着容易成功,增强信心.许多 FPGA 开发板做了很复杂,但对入门者来说不适合.因为复杂的功
能很容易引起实验失败,过多的失败会引起初学者丧失兴趣.
在开始实验前,先作好如下准备:
z 安装好 Quartus6.0
z 安装好 NIOS II development kit 6.0
z 安装好 license
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