本章主要是讲解读者在进行FPGA逻辑设计之前的准备工作,需要下载Quartus II软件和 Modelsim 软件,一个是用来进行FPGA逻辑设计,一个是用来对逻辑进行理论分析与验证. 1.1 quartus 软件安装 现在Quartus II软件已经更新到了15.0版本,这个最新版本的一些特性如下描述: Quartus II 15.0不仅仅是增加了一些10系列的器件库,最大的升级价值在于增加了一批免费的IP,特别是对做信号处理类的用户,增加了一批免费的浮点IP,例如cordic.三角函数等等,…

技巧1:“新”技能 hierarchies警告寻找 在编译之后,警告中“hierarchies”这个单词大家估计都很熟悉了,一看到这个警告,基本上就是例化时出现的问题.一般例化时,要是哪个连线没引出,没接上,或者是位宽不匹配就会出这个警告.而我们一般就会定位到例化文件,或者是观察RTL视图去寻找,但是工程一大可不是那么好找的啊! Warning: 1 hierarchies have connectivity warnings - see the Connectivity Checks repo…

1 基础理论部分 本实验主要是实现蜂鸣器的操作,蜂鸣器的操作是非常简单的,只有把简单的事情做好,方可谈其他复杂的事.本实验部分会利用verilog一些宏定义语句,其实在VGA实验部分已经出现过,这里为了巩固,再次调用相关宏定义命令,已达到最大化的可移植性,请读者务必掌握这种用法,很实用. 谈及蜂鸣器或者LED,多多少少会有一个概念,PWM(pulse  width  modulation),即脉宽调制,PWM的输出只有高电平1和低电平0,PWM不断重复输出周期T,高电平所占用的时间为t,则占空比…

1基础理论部分 1.1分频 分频,是的,这个概念也很重要.分频是指将一单一频率信号的频率降低为原来的1/N,就叫N分频.实现分频的电路或装置称为“分频器”,如把33MHZ的信号2分频得到16.5MHZ的信号,3分频得到11MHZ的信号,10分频得到3.3MHZ的信号. 分频主要是相对于主晶振来说,用不到那么高的频率,开发板一般根据具体需要会加入晶振,一般若是功耗较高可选用50MHz,其他情况可以相对调整,如24MHz等等.那么分频的典型应用,二分频,四分频,八分频,还有任意分频. 对于分频,我们…

  1.1 什么是高速电路 信号的最高频率成分是取决于有效频率,而不是周期频率. 高速电路的定义是根据信号的有效频率来计算的,在现实世界中,任何信号都是由多个频率分量的正弦波叠加而成的.定义各正弦波分量的幅值为VN,则VN = 2 / (3.14 x N),可见各级谐波分量的幅值与频率成反比.现实信号,随着频率的升高,其各级谐波分量的幅值比理想方波中相同频率正弦波分量的幅值下降的更快,直到某级谐波分量.其幅值下降到理想方波中对应分量的70%(即功率下降到50%),定义该谐波分量的频率为信号的有效…

1基础理论部分 VGA(video graphics array)即视频图形阵列,是IBM在1987年随PS/2一起推出的使用模拟信号的一种视频传输标准.VGA相比与现在的视频传输接口来说已经过时,不过作为最低标准,基本上制造商都会接入此接口,图11.1是常见的VGA接口. 图11.1 VGA接口 对于VGA15个引脚的相关说明,如下图所示. 图11.2 VGA引脚说明 大家做实验的时候,可能会有一个误区,那就是做实验时直接把实验板的VGA接口接到笔记本电脑上,还兴高采烈的等待着显示图像,殊不知…

高速电路中的电源设计 高速电路中的电源设计大概分为两种,一种是集总式架构,一种是分布式架构.集总式架构就是由一个电源输入,然后生成多种所需要的电压.如图1所示.这种架构会增加多个DC/DC模块,这样成本不可控,PCB面积也需要增加,但集总式分布架构可以提高整体电源转换效率. 图1 集总分布架构 分布式架构是先由一个模块生成一个中间电压,然后再去转换成其他单板所需要的电压,如图2所示.第一级输出可以要求有较大的噪声和纹波,第二级电源输出所需要的各种电源,这时必须考虑纹波和噪声问题.但分布式也有一个…

1基础理论部分 A:“怎么按键按下去之后,结果不正常?”,B:“按键你消抖了吗?”A:“消什么抖,还要消抖?”,  B:“先检测按键变化,然后消抖过滤波动信号,最后输出稳定信号”,A:“我好像漏掉了什么.....”. 正如上述所说,小小一个按键,里面学问也是较多的.对于按键,无论您是学什么开发板或者用什么开发板或者自己开发板子,按键资源是必不可少的,可能是整个工程中算是用到比较多的,这也是人机工程交互最直接的一个例子.下图7.1是一个常用的按键. 图7.1 按键 在使用的按键中,用的最多的是机械…

TTL,CMOS以及LVTTL,LVCMOS TTL和CMOS是数字电路中两种常见的逻辑电平,LVTTL和LVCMOS是两者低电平版本.TTL是流控器件,输入电阻小,TTL电平器件速度快,驱动能力大,但功耗大.CMOS是MOS管逻辑,为压控器件,且输入电阻极大,CMOS电平器件速度慢,驱动能力不足TTL,但功耗小.正是由于CMOS器件输入阻抗很大,外界微小的干扰就有可能引起电平的翻转,所以CMOS器件上未使用的输入引脚应做上下拉处理,不能浮空. 由于TTL和CMOS电平在0或1时不一样,所以需要…

1.双面板 在双层板设计layout时,最好不要不成梳状结构,因为这样构成的电路,回路面积较大,但是只要对较重要的信号加以地保护,布线完成之后将空的地方敷上地铜皮,并在多个过孔将两个地连接起来,可以弥补上述的缺点,图3.11的梳状结构的使用于低速电路,PCB信号走向单一,走线密度较低的情况. 图3.11 梳状结构 栅格型地结构,电源和地分别从PCB的顶层和底层,以正交方式引出,在电源和地交叉处放置去耦电容,电容的两端分别接电源和地. 图3.12 栅格结构 2.多层板 有完整地平面的多层板设计的优…