如你對(duì)FPGA這項(xiàng)技術(shù)有了一個(gè)大概的認(rèn)知并且對(duì)它產(chǎn)生了興趣，想學(xué)習(xí)這門(mén)技術(shù)，卻又不知從何入手，那么相信這篇文章會(huì)對(duì)你有一定的啟發(fā)作用。因?yàn)橄氘?dāng)年我也是從一無(wú)所知的小白，一步一步了解這項(xiàng)技術(shù)的。還記得當(dāng)時(shí)最想知道的三個(gè)問(wèn)題就是學(xué)習(xí)FPGA要具備什么條件才行？會(huì)用到些什么軟件？有沒(méi)有軟件安裝包和安裝教程？下面會(huì)逐一為你解決這三個(gè)問(wèn)題。

需要什么學(xué)習(xí)條件？

先說(shuō)硬件條件，其實(shí)無(wú)論是學(xué)習(xí)哪項(xiàng)電子技術(shù)，F(xiàn)PGA也好，單片機(jī)或者嵌入式開(kāi)發(fā)也好，都需要一個(gè)基本的硬件條件就是需要買(mǎi)一塊開(kāi)發(fā)板。因?yàn)殡娮蛹夹g(shù)是需要?jiǎng)邮秩?shí)踐的，光靠看理論知識(shí)沒(méi)辦法完全掌握。開(kāi)發(fā)板有貴也有便宜的，對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)不需要買(mǎi)太高級(jí)的，只需要一款具備基本功能的開(kāi)發(fā)板。等你真正入門(mén)了之后，再根據(jù)自己需求去購(gòu)買(mǎi)進(jìn)階的開(kāi)發(fā)板。像以下這款就是我當(dāng)時(shí)買(mǎi)的入門(mén)級(jí)開(kāi)發(fā)板，之前的文章也有介紹過(guò)。

除了開(kāi)發(fā)板之外你還需要一本學(xué)習(xí)FPGA開(kāi)發(fā)語(yǔ)言的書(shū)，目前國(guó)內(nèi)常用的語(yǔ)言是verilog，推薦夏宇聞的verilog數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)教程，講得比較通俗易懂，很受廣大學(xué)習(xí)者喜愛(ài)。

需要安裝什么軟件？

對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)只需要安裝quartus II和modelsim這兩個(gè)軟件就可以了，有了這兩個(gè)軟件就可以完成基本的編程、仿真、綜合和燒寫(xiě)網(wǎng)表到FPGA芯片的流程。其中quartus II是FPGA設(shè)計(jì)業(yè)界通用的可編程邏輯設(shè)計(jì)環(huán)境，在這個(gè)軟件上可以建立工程、完成代碼設(shè)計(jì)、執(zhí)行電路仿真、對(duì)電路進(jìn)行綜合和最終把電路下載到FPGA都是靠它。只是實(shí)際設(shè)計(jì)當(dāng)中，為了更方便開(kāi)發(fā)者對(duì)電路做仿真、debug時(shí)序問(wèn)題，可以搭配modelsim做開(kāi)發(fā)，它是一款專(zhuān)門(mén)用來(lái)做仿真的的軟件，所以各方面操作更友好。以下是這兩款軟件的安裝包，有需要的朋友可以自己去網(wǎng)上下載或者私信找我要。

quartus安裝包，和破解補(bǔ)丁：

modelsim安裝包，包括破解教程：

這兩個(gè)安裝包都是購(gòu)買(mǎi)FPGA開(kāi)發(fā)板時(shí)送的，quartus版本是11.0，想要更新的版本可以網(wǎng)上下載。

quartus II安裝步驟

下面給大家展示quartus的安裝步驟：（需要注意的是必須把安裝包放到?jīng)]有中文路徑的目錄下再進(jìn)行安裝）

步驟一：點(diǎn)擊安裝文件：

選擇安裝路徑，并點(diǎn)擊Install：

之后一直點(diǎn)擊next，直到安裝完成：

如上圖所示表示第一步安裝完成了，點(diǎn)擊OK和finish就可以了。

步驟二：安裝文件夾11.0_devices_windows下的setup.exe

需要注意的是智能勾選上圖中的6個(gè)選項(xiàng)，否則無(wú)法安裝。選完后點(diǎn)擊next，等待安裝完成出現(xiàn)以下畫(huà)面為止：

步驟三：點(diǎn)擊11.0sp1_quartus_windows.exe，這個(gè)是quartus11.0的補(bǔ)丁，和quartus安裝在同一個(gè)目錄下。

當(dāng)前安裝步驟完成后，點(diǎn)擊next，直到出現(xiàn)以下畫(huà)面時(shí)，點(diǎn)擊對(duì)話框中的c:\altera.0，就會(huì)把路徑選中到下面的目標(biāo)路徑當(dāng)中。

選完后繼續(xù)點(diǎn)next，直到安裝完成為止。

步驟四：破解quartus軟件

到目前為止，安裝包目錄中還有一個(gè)文件夾沒(méi)用到（Crack_QII_11.0_SP1_Windows），就是用來(lái)破解的，根據(jù)實(shí)際使用的電腦操作系統(tǒng)選擇32位還是64位的破解補(bǔ)丁。破解的步驟分為以下三步：1.運(yùn)行Quartus_II_11.0_SP1_x64破解器(內(nèi)部版).exe生成license.dat。2.查看本地連接的網(wǎng)卡號(hào)添加到license.dat中XXXX的位置。3.打開(kāi)quartus軟件的Tool->License Setup界面中選擇剛才修改的license.dat文件。

完成以上三步后基本上可以認(rèn)為破解成功，當(dāng)然，最后是以工程是否編譯成功為準(zhǔn)。

以上就是安裝和破解quartusII11.0的完整過(guò)程，大家感興趣可以自己嘗試安裝，需要安裝包或者有什么問(wèn)題歡迎一起交流。下次再給大家展示安裝和破解modelsim的步驟，以及如何使用這兩個(gè)軟件。

感興趣的伙伴可以點(diǎn)個(gè)關(guān)注，一起交流學(xué)習(xí)！

立題簡(jiǎn)介：

內(nèi)容：介紹3款CPLD/FPGA芯片；

來(lái)源：實(shí)際得出；

作用：介紹3款CPLD/FPGA芯片；

仿真環(huán)境：Quartus II 11.0；

日期：2019-04-21；

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立題詳解：

本次介紹“3款CPLD/FPGA芯片”，主要介紹“性?xún)r(jià)比及共性”2方面，如下：

3款分別為“EPM240T100C5N”、“EPM1270T144C5N”、“EP4CE6E22C8N”；詳細(xì)解如下：

i）、“EPM240T100C5N”：屬于“CPLD芯片”，系列為“MAX II”，“TQFP100封裝”，價(jià)格約“4.68RMB/PCS”，“LEs數(shù)目”約為“240”;

ii）、“EPM1270T144C5N”：屬于“CPLD芯片”，系列為“MAX II”，“QFN144封裝”，價(jià)格約“23.00RMB/PCS”，“LEs數(shù)目”約為“1270”;

iii）、“EP4CE6E22C8N”：屬于“FPGA芯片”，系列為“Cyclone IV”，“QFP144封裝”，價(jià)格約“15.00RMB/PCS”，“LEs數(shù)目”約為“6272”;

1、自身特性

對(duì)本次的“3款CPLD/FPGA芯片”而言，介紹如下：

i）、“EPM240T100C5N”和“EP4CE6E22C8N”：均為實(shí)際使用過(guò)的芯片，涉及到“原理圖設(shè)計(jì)”、“PCB設(shè)計(jì)”及“代碼編寫(xiě)”，其具有較高的性?xún)r(jià)比，個(gè)人比較偏向使用；

ii）、“EPM1270T144C5N”：也為實(shí)際使用過(guò)的芯片，涉及到“原理圖設(shè)計(jì)”、“PCB設(shè)計(jì)”，但“代碼編寫(xiě)”并未涉及，相對(duì)FPGA而言，使用此芯片的原因有2點(diǎn)：“無(wú)需外接代碼暫存芯片”、“LEs數(shù)目”能滿(mǎn)足需求；

首先，“EPM240T100C5N”圖片為：

其次，“EPM1270T144C5N”圖片為：

最后，“EP4CE6E22C8N”圖片為：

對(duì)以上3款芯片，在普通應(yīng)用是足夠滿(mǎn)足需求，但其也有固定的缺陷，就個(gè)人而言，其芯片封裝太大是一大問(wèn)題，雖然其也有類(lèi)似BGA封裝的芯片，但在布線時(shí)，其對(duì)布線能力又有了新的要求；

2、CPLD/FPGA芯片共性

對(duì)“CPLD/FPGA”，其有共同點(diǎn)，簡(jiǎn)介如下：

首先，對(duì)開(kāi)發(fā)平臺(tái)，其使用“Quartus II”+“Verilog語(yǔ)言”進(jìn)行開(kāi)發(fā)；其對(duì)不同的芯片，只需在“工程設(shè)置”中，修改“不同的芯片”即可實(shí)現(xiàn)代碼對(duì)“不同芯片的移植”；如下所示：

步驟1：

步驟2：

其次，對(duì)執(zhí)行機(jī)制，其本質(zhì)為“硬件電路搭建+并行架構(gòu)”，即：“通過(guò)Verilog代碼編寫(xiě)的代碼”，最后經(jīng)過(guò)“綜合仿真”得到的是“硬件電路模塊”；但對(duì)“單片機(jī)”爾言，其為調(diào)用“內(nèi)部模塊”實(shí)現(xiàn)功能，此部分需特別注意；

3、CPLD/FPGA現(xiàn)況

對(duì)“CPLD/FPGA”現(xiàn)況，其有共性，但對(duì)“FPGA”而言，注意3點(diǎn)：

i）、首先，以上3款芯片屬于“較古老芯片”，其現(xiàn)在大部分用于“開(kāi)發(fā)板”與“入門(mén)學(xué)習(xí)”使用，尤其是“EPM240T100C5N”和“EP4CE6E22C8N”；現(xiàn)在的“Cyclone系列”至少已經(jīng)出到“Cyclone-10”、“MAX-10”，同時(shí)大概從“Cyclone V”開(kāi)始，已經(jīng)集成有“SoC”，功能大幅提高；

現(xiàn)今，“Intel-ALTERA”家族至少有5個(gè)系列：“Agilex-FPGA”、“Stratix-FPGA”、“Arria-FPGA”、“Cyclone-FPGA”、“MAX”；如下圖所示：

ii）、其次，對(duì)“FPGA”而言，本為2大陣營(yíng)“ALTERA”和“XILINX”，但大約在2015年6月時(shí)，“Intel”收購(gòu)了“ALTERA”，因此現(xiàn)在的“ALTERA官網(wǎng)”會(huì)直接跳轉(zhuǎn)至“intel”；

iii）、再次，對(duì)“FPGA”而言，本為2大陣營(yíng)“ALTERA”和“XILINX”，個(gè)人在實(shí)際工作中，很多同事偏向使用“XILINX”，具體原因未細(xì)究，但目前的“XILINX”見(jiàn)得比較多，尤其是在“LEs”和“功能復(fù)雜”的情況下；應(yīng)該和“intel”整合“Altera”有關(guān)，比較完全整合兩種架構(gòu)，并非一朝一夕；

iv）、最后，對(duì)“設(shè)計(jì)”而言，核心還是“最合適的設(shè)計(jì)，才是最完美的設(shè)計(jì)”，怎樣使用最簡(jiǎn)單的電路、最簡(jiǎn)單的外圍、最合適的硬件架構(gòu)/軟件架構(gòu)滿(mǎn)足設(shè)計(jì)需求，才是設(shè)計(jì)的關(guān)鍵；

總結(jié)：設(shè)計(jì)中，最常見(jiàn)的2類(lèi)問(wèn)題就是“過(guò)設(shè)計(jì)”和“欠設(shè)計(jì)”，這是無(wú)法規(guī)避的問(wèn)題，甚至可以說(shuō)“任何設(shè)計(jì)，都存在過(guò)設(shè)計(jì)或欠設(shè)計(jì)”，初版的“Demo V1.0”必定是“過(guò)設(shè)計(jì)”，之后“迭代版”的“Demo V1.x”、“Release V1.x”都會(huì)存在“過(guò)設(shè)計(jì)”；切記在項(xiàng)目需求書(shū)確定后，千萬(wàn)不要出現(xiàn)“欠設(shè)計(jì)”，否則對(duì)后期的“維護(hù)與升級(jí)”，將造成致命影響；

之所以出現(xiàn)“過(guò)設(shè)計(jì)”的概率高于“欠設(shè)計(jì)”，是因?yàn)?strong>“過(guò)設(shè)計(jì)”經(jīng)過(guò)“裁剪”，可實(shí)現(xiàn)“update/cost-down”，但“欠設(shè)計(jì)”是需要“增加環(huán)節(jié)”，其改動(dòng)甚至?xí)捌茐默F(xiàn)有架構(gòu)”，所以大部分情況下，寧可做“過(guò)設(shè)計(jì)”，也不做“欠設(shè)計(jì)”；