Preparando para gravar o circuito lógico no FPGA

Escolha do kit com o FPGA

• Para realizar a implementação do sistema digital em um FPGA, os fabricantes de chips disponibilizam kits de desenvolvimento/educacionais nos quais além do FPGA componentes periféricos diversos estão disponíveis para o desenvolvedor. Entre as caracteristicas comuns desses kits está a presença de: Leds, Chaves, Displays, Conectores ligados diretamente a um conjunto de pinos do chip FPGA, entre outros. Para conhecer a característica de cada kit, recomenda-se que o desenvolvedor analise o manual do fabricante.

O IFSC dispõe de alguns kits que podem ser utilizados pelos professores/alunos, cujo uso é destinado prioritariamente para as disciplinas dos cursos técnico e de engenharia de telecomunicações.

Kits disponíveis

• 10 DE2-115 - ALTERA
• 4 DE0-Nano - ALTERA
• 2 DE5 - ALTERA
• 20 Mercurio IV - MACNICA

Após escolher o kit, deverá ser feita a atribuição da pinagem do FPGA conforme as conexões previamente existentes no kit escolhido. A pinagem de cada kit pode ser encontrada nos respectivos manuais. Para facilitar a configuração da pinagem mais utilizada consulte a página correspondente a seguir:

Kit	Fabricante	Família FPGA	Device	Documentos disponíveis	Arquivo qsf	Pinagem do kit
DE0-Nano	TERASIC	Cyclone® IV	EP4CE22F17C6N	User Manual,	qsf	Pinagem do kit DE0-Nano
DE2-115	TERASIC	Cyclone® IV	EP4CE22F17C6N	User Manual	qsf	Interfaces de entrada e saída da DE2-115
MERCÚRIO IV	MACNICA	Cyclone® IV	EP4CE30F23	Manual do Usuário	qsf	Pinagem dos dispositivos de entrada e saída do kit MERCURIO IV

Configuração da USB para programação do FPGA via JTAG

A configuração da interface USB do computador para a programação do FPGA via JTAG é realizada no computador na qual o kit FPGA será conectado. A maioria dos kits atuais já tem a interface USB-Blaster e o procedimento de configuração é o descrito neste Procedimento de configuração da USB para programação do FPGA via JTAG.

Gravação do Circuito Lógico no FPGA

Para gravar o circuito lógico no FPGA, é necessário escolher um FPGA para a aplicação. Neste caso utilizaremos o kit DE0-Nano.

• Mude a família e dispositivo a ser usado (Assignments > Devices), [Family = Cyclone IV E] e selecione EP4CE22F17C6
• Para ver as pinagens completa das Interfaces de entrada e saída da DE2-115 no Manual.
• Pinagem dos dispositivos de entrada e saída do kit MERCURIO IV Manual - MERCURIO IV.

• pinagem do kit DE0-Nano
• pinagem do kit DSP
• Atribua os pinos conforme a necessidade do projeto
• Ao final da configuração dos pinos, o Pin Planner deverá mostrar a seguinte pinagem:

• Exemplo de atribuição de pinagem

• Defina como alta impedância o estado dos pinos não utilizados no projeto. [Assignments > Devices > Device and Pin Options... > Category:Unused Pins > Reserve all unused pins: [As input tri-stated] > OK].
• Compile o projeto.

• Programando o FPGA através da USB-Blaster

Preparando para gravar o circuito lógico no FPGA

Para gravar o circuito lógico no FPGA, é necessário escolher um FPGA para a aplicação. Neste caso utilizaremos o kit MERCURIO IV.

• Mude a família e dispositivo a ser usado (Assignments > Devices), [Family = Cyclone IV E] e selecione EP4CE30F23C7.

• Utilize o display HEX0 do kit para mostrar a contagem:

• Utilize os leds de LED0 a LED3 (verdes) para mostrar a contagem em binário.
• Utilize a chave KEY0 para gerar o sinal de CLK.

• Atribua os pinos conforme a pinagem do kit MERCURIO IV.
• Ao final da configuração dos pinos, o Pin Planner deverá mostrar a seguinte pinagem:

• Defina como alta impedância o estado dos pinos não utilizados no projeto. (Assignments > Devices), [Device and Pin Options...], escolha a (Category=Unused Pins), e selecione Reserve all unused pins: As input tri-stated. [OK].

• Compile o projeto. Note que agora a numeração dos pinos também aparece no diagrama esquemático.

• ftp://ftp.altera.com/up/pub/Altera_Material/12.1/Boards/DE2-115/DE2_115.qsf

• Software e equipamentos recomendados para programação de FPGAs

• [1]