FPGA教程：通過Mojo開發(fā)板介紹FPGA

第第頁FPGA教程：通過Mojo開發(fā)板介紹FPGA這篇文章來源于DeviceP英語網(wǎng)站的翻譯稿。

引言

迄今為止，我們的（嵌入式系統(tǒng)）（教程）和項(xiàng)目已經(jīng)使用了多塊微控制器開發(fā)板，比如不同型號的（Arduino）微控制器板。使用微控制器時(shí)，用戶將微控制器上的數(shù)字和（模擬）接口引腳連至受控外圍（電子）設(shè)備，然后，用戶上傳包含一系列指令的軟件，微控制器會循環(huán)執(zhí)行這些指令。運(yùn)行時(shí)，微控制器的核心處理器按照微控制器模塊的（時(shí)鐘）速率讀取并執(zhí)行這些指令。因此，我們可以看到，在某一時(shí)刻，微控制器通常只運(yùn)行一條指令。

對于許多（嵌入式）系統(tǒng)項(xiàng)目來說，尤其是那些在入門微控制器模塊（比如Arduino開發(fā)板）上實(shí)現(xiàn)的項(xiàng)目，這種單獨(dú)的指令執(zhí)行并不影響性能。這是因?yàn)闀r(shí)鐘速度足夠快，以至于人類感官無法區(qū)分后續(xù)運(yùn)行。然而，許多大型應(yīng)用可能需要不同的操作并行運(yùn)行，這就使得微控制器實(shí)現(xiàn)變得非常復(fù)雜或完全不可能?，F(xiàn)場可（編程）門陣列（簡稱（FPGA））是一種不同的計(jì)算平臺，由于其固有的不同功能方式，能夠?qū)崿F(xiàn)微控制器無法實(shí)現(xiàn)的功能。

圖1：一塊Arduino微控制器開發(fā)板（左）和一塊（Altera）FPGA開發(fā)板（右）/?RobotShop

NET“button_b”LOC=P21|IOSTANDARD=LVTTL;

NET“l(fā)ed_external”LOC=P26|IOSTANDARD=LVTTL;

請確保您選擇的引腳不與UCF文件指定的引腳沖突。

現(xiàn)在您的UCF文件應(yīng)該是這樣的：

現(xiàn)在我們已經(jīng)指定項(xiàng)目的具體信號名稱及其關(guān)聯(lián)連接，我們可以編寫代碼，將LED輸出描述為按鈕輸入信號的函數(shù)。您可能已經(jīng)猜到了，這需要修改mojo_top模塊。

模塊聲明部分的頂部是單詞“module”（模塊），然后是模塊名稱（本例中模塊名稱為mojo_top）以及模塊將要使用的輸入和輸出信號列表。我們需要將兩個(gè)按鈕信號名稱和LED信號名稱添加到該連接列表中，使得信號能夠成為輸入和輸出。要做到這一點(diǎn)，我們可以在信號列表末尾添加以下程序：

inputbutton_a,

inputbutton_b,

outputled_external

現(xiàn)在，模塊頭應(yīng)該是這樣的：

至此，我們已經(jīng)為按鈕和外部LED聲明了信號名稱，并為這些信號分配了Mojo開發(fā)板I/O引腳，并且在Verilog中指定這些信號分別是輸入和輸出?，F(xiàn)在，我們所要做的就是定義LED點(diǎn)亮的條件！更具體地說，我們需要指定發(fā)光（二極管）開啟（二進(jìn)制1）和關(guān)閉（二進(jìn)制0）的情況。

回想之前的討論，我提到LED的操作行為與布爾與（AND）函數(shù)完全相同。在Verilog中，我們用符號

將這行指令添加到模塊末尾就可以實(shí)現(xiàn)我們所需的行為。打開基礎(chǔ)項(xiàng)目時(shí)，我們會看到這行程序上方本來就存在許多程序行，這些程序設(shè)置了其他不同信號，比如板上SPI和板載LED信號，在本項(xiàng)目中我們不會使用這些信號。

現(xiàn)在，完整模塊應(yīng)該是這樣的：

要對FPGA進(jìn)行編程以實(shí)現(xiàn)我們指定的行為，我們必須生成一個(gè)編程文件，其格式為.bin文件。發(fā)出命令之后，ISE會綜合我們的設(shè)計(jì)（檢查錯(cuò)誤并運(yùn)行測試），然后實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)（定義實(shí)現(xiàn)指定行為所需的內(nèi)部門結(jié)構(gòu)），并生成這個(gè)編程文件。要運(yùn)行此過程，請雙擊左下窗口中的“GenerateProg（ram）mingFile”（生成編程文件）按鈕。

在編程文件生成的過程中，ISE會發(fā)出幾條丟失（網(wǎng)絡(luò)）和/或未路由網(wǎng)絡(luò)的警告。這些警告對于此實(shí)現(xiàn)并不重要，不會影響我們對FPGA的編程。我們沒有使用UCF中指定的所有信號，所以ISE才會發(fā)出這些警告。

編程文件生成完成后，ISE會在我們剛才雙擊的按鈕旁邊添加一個(gè)綠色對號。

現(xiàn)在，我們所要做的就是將編程文件上傳到Mojo開發(fā)板上。首先，請確保按上圖所示將按鈕和LED連至Mojo的引腳。

其次，打開MojoLoader軟件并選擇與Mojo相對應(yīng)的USB端口。然后，選擇ISE生成的.bin文件。您必須導(dǎo)航至項(xiàng)目目錄下的/syn/文件夾。在MojoLoader內(nèi)打開.bin文件后，請點(diǎn)擊窗口右下方的“Load”（加載）按鈕。編程文件就開始向Mojo開發(fā)板上傳。

該過