**这是本文档旧的修订版!**
参考Diamond安装及配置安装好Diamond,如果遇到问题可以先看看Diamond安装常见问题解答。现在我们就可以使用Diamond软件开始FPGA的设计了,整个设计流程参照下图。
采用Diamond设计FPGA逻辑的基本流程
==== 1 运行第一个例程 ====
下面我们可以开始可编程逻辑的开发,我们以控制LED交替闪烁为例,完成自己的第一个程序:
- 程序源码已经准备好,如下,将代码复制到设计文件LEDshining.v中,并保存。<code verilog> ——————————————————————– »»»»»»»»»»»»> COPYRIGHT NOTICE ««««««««««««< ——————————————————————– Module: LEDshining
Author: Step Description: LEDshining Web: www.stepfpga.com ——————————————————————– Code Revision History : ——————————————————————– Version: |Mod. Date: |Changes Made: V1.0 |2015/11/11 |Initial ver ——————————————————————– module LEDshining ( input clkin, 输入系统12MHz时钟 input rstn_in, 输入复位信号 output led1, 输出led1 output led2 输出led2,与led1取反 ); parameter CLKDIVPERIOD=12000000; 分频常数定义
reg clk_div=0; 定义reg型变量,用作分频后时钟输出
wire led1,led2; wire型变量定义,可以省略,verilog里默认是wire型
assign led1=clkdiv; 持续赋值语句,将分频后时钟赋给led1,产生闪烁效果
assign led2=~clk_div; 取反赋值给led2,与led1形成交替闪烁
偶数分频电路 clkdiv = clkin/CLKDIVPERIOD, 占空比50%,CLKDIVPERIOD必须为偶数
reg[23:0] cnt=0; 分频用的计数器,2**cnt-1>CLKDIVPERIOD,计数器最大值要大于分频常数
always@(posedge clkin or negedge rstnin)
begin
if(!rstnin)
begin
cnt⇐0;
clkdiv⇐0;
end
else begin
if(cnt==(CLKDIVPERIOD-1)) cnt⇐0;
else cnt⇐cnt+1'b1;
if(cnt<(CLKDIVPERIOD»1)) clkdiv⇐0;
else clk_div⇐1;
end
end
endmodule
</code>
- 程序编写完成,需要综合,在软件左侧Process栏,选择Process,双击Synthesis Design,对设计进行综合,综合完成后Synthesis Design显示绿色对勾(如果显示红色叉号,说明代码有问题,根据提示修改代码),如图
- 通过综合工具,我们的代码就被综合成了电路,生成的具体电路,我们可以通过选择Tools → Netlist Analyzer查看(仅限Lattice的综合工具,第三方综合工具无法查看),如图
- 综合生成电路后,分配管脚,选择Tools → Spreadsheet View,按照下图分配FPGA管脚,然后设置IO_TYPE为LVCMOS33,保存,界面如下
- 在软件左侧Process栏,选择Process,勾选所有选项,直接双击Export Files,所有布局布线输出依次完成,结束后,所有选项显示绿色对勾。
到这里完成了第一个程序流文件的生成,下面可以下载到FPGA中。
==== 2 工程仿真====
——
上面我们走了整个工程开发的过程,例程较为简单,对于复杂的工程开发需要预仿真和后仿真等,保证最终的程序设计逻辑和时序符合我们的设计要求。
仿真软件很多,这里我们使用软件自带的Active-HDL软件进行功能仿真:
- 首先我们添加testbench文件,和前面添加设计文件一样,File →New→File →Verilog Files,Name填写,然后New,
- 测试源码如下,复制到LEDtest.v文件并保存。为了方便仿真,我们在LEDtest.v调用LEDshining模块时将CLKDIVPERIOD重新赋值为20:<code verilog>
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»»»»»»»»»»»»> COPYRIGHT NOTICE ««««««««««««<
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Module: LEDtest
Author: Step
Description: Testbench for LED_shining
Web: www.stepfpga.com
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Code Revision History :
——————————————————————–
Version: |Mod. Date: |Changes Made:
V1.0 |2015/11/11 |Initial ver
——————————————————————–
`timescale 1ns / 100ps
module LED_test;
parameter CLKPERIOD = 40;
parameter CLKDIV_PERIOD=20;
reg sysclk;
initial
sysclk = 1'b0;
always
sys_clk = #(CLK_PERIOD/2) ~sys_clk; //产生周期为40ns的时钟激励,频率25MHz
reg sysrstn;
产生一个初始100ns低电平然后变高电平的复位信号激励
initial
begin
sysrstn = 1'b0;
#100;
sysrstn = 1'b1;
end
wire led1,led2;
module例化
LEDshining #
(.CLKDIVPERIOD(CLKDIVPERIOD))
LEDshininguut
(
.clkin(sysclk), 传递时钟
.rstnin(sysrstn), 传递复位信号
.led1(led1), 传递输出led1
.led2(led2) 传递输出led2
);
endmodule
</code>
- 然后在软件左侧Process栏,选择File List,找到LEDtest.v(必须保存过),点击右键,选择Include for →Simulation
- 准备工作完成,我们选择Tools →SimulationWizard →Next,
- 建立仿真工程,ModelSim和QuestaSim需要自行安装并与Diamond关联,才能直接调用,这里我们选择Active-HDL(默认),工程名称:LEDtest,工程路径默认即可:然后点击Next,
- 选择RTL,然后Next
- 勾选Copy Source toSimulation Directory,然后Next
- 点击Next
- 点击Finish,等待仿真软件的自动运行并显示仿真时序
- 查看仿真结果
==== 3 下载程序到FPGA ==== STEP MXO2 V2的编程芯片已经集成到小脚丫开发板上,因此只需要一根Micro USB线和电脑相连,就可以完成供电和编程的功能,驱动安装好以后就可以开始编译下载程序了。 将编译完成的程序下载到开发板: - 选择Tools →Programmer,选择下载器HW-USBN-2B(FTDI),然后点击OK,
- 进入Programmer界面
- 将开发板、下载器和电脑连接,如图
- 在Programmer界面,点击右侧Detect Cable,自动检测Cable 显示HW-USBN-2B(FTDI),然后点击下图中Program
- 显示PASS,加载完成,观察StepFPGA的LED交替闪烁,成功了。
====4.STEP MXO2入门教程==== —— 到这里我们了解了用Diamond软件进行开发的完整流程。接下来我们开始STEP-MXO2入门教程一步一步进入可编程逻辑设计。