**这是本文档旧的修订版!**
Diamond安装好,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.ecbcamp.com ——————————————————————– Code Revision History : ——————————————————————– Version: |Mod. Date: |Changes Made: V1.0 |2015/11/11 |Initial ver ——————————————————————– module LEDshining ( input clkin, clkin = 12mhz input rstnin, rst_n_in, active low output led1, led1 output output led2 led2 output, opposite with led1 ); parameter CLKDIVPERIOD=12000000; related with clk_div's frequency
reg clk_div=0;
wire led1,led2; assign led1=clkdiv; assign led2=~clkdiv; clkdiv = clkin/CLKDIVPERIOD, duty cycle is 50 percent reg[23:0] cnt=0; always@(posedge clkin or negedge rstnin) begin if(!rstnin) begin cnt⇐0; clkdiv⇐0;
end else begin if(cnt==(CLK_DIV_PERIOD-1)) cnt<=0; else cnt<=cnt+1'b1; if(cnt<(CLK_DIV_PERIOD>>1)) clk_div<=0; else clk_div<=1; end
end
endmodule
</code>
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软件进行仿真:
- 测试源码如下,复制到LEDtest.v文件并保存: - 然后在软件左侧Process栏,选择File List,找到LEDtest.v,右键选择Include for →Simulation
- 为了方便仿真,我们将LEDshining.v文件中的时钟分频周期缩短,更改并保存parameter CLKDIVPERIOD=50;25000000;related with clkdiv's frequency
- 仿真结束,编译下载时再恢复。
- 重新编译整个工程,然后选择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,我们使用Active-HDL
- 这里我们选择Active-HDL(默认),工程名称:LEDtest,工程路径在Diamond工程路径下新建LEDtest 文件夹:/LEDshining/LEDtest,然后Next,
- RTL,Next
- 勾选Copy Source toSimulation Directory,Next
- Next
- Finish
- 等待
- Active-HDL软件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 FPGA V2.0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。 将编译完成的程序加载到Step FPGA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Step FPGA开发板、下载器和电脑连接,如图
- 在Programmer界面,点击右侧Detect Cable,下面Cable 显示HW-USBN-2B(FTDI),否则点击Cable,自行选择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。
实验案例–时钟分频 这是一个基础的模块,可以作为后续编程中的子模块使用 本程序实现时钟分频,输出两路不同占空比的分频信号
- 程序源码如下:
- 测试源码如下:
- 仿真结果如下图所示:
- 实际编译分配管脚信息如下:
- 最后加载到开发板上,因为占空比较小的信号不易使用LED等效果观察,我们这里分配给了N3(GPIO1)和P2(GPIO2)管脚,我们使用示波器测量开发板标注1和2的管脚,观察波形。