Hướng dẫn Phần mềm Quartus và Nios của Altera.

[vqsktdt]

Đây là bài viết về Phần mềm Quartus 7.1 và Nios của Altera. Các bạn cho ý kiến nhé.

[tienbkit]

mình đọc sơ sơ qua thì thấy hơi sơ sài vqsktdt ah. Nếu những người nào biết xài rùi thì đọc còn thấy dc chứ mấy bạn mới bắt đầu thì hơi khó...mình nên đưa ra một cái nhìn khái quát trước (các bước chính để thực hiện 1 project trong Quartus....) sau đó đi vào từng bước 1 ví dụ cụ thể nào đó...
Ý tưởng của bạn cũng rất hay, trong thời gian tới, nếu có thể mình sẽ gửi file hướng dẫn sử dụng ProASIC3 của Actel cho các bạn mới làm tham khảo . ^.^Happy Holiday^.^

[vqsktdt]

Để "thiết kế" chip FPGA mong muốn:
1. Thiết kế phần cứng, dùng các ngôn ngữ HDL.
2. Trên nền phần cứng này, viết phần mềm chạy giống như viết phần mềm cho các IC vi điều khiển thông thường. Với mỗi hãng chế tạo FPGA sẽ đưa ra hỗ trợ nền phần mềm khác nhau, có thể là C, hay gần giống C.

Ví dụ, với hãng Altera, họ dùng Quartus để hỗ trợ thiết kế phần cứng. Có thể viết mô tả phần cứng từ ngôn ngữ HDL hay chọn các IP core có sẵn để tạo nên IC cứng với các thành phần mong muốn. Bộ xử lý, bộ nhớ, giao diện, các giao tiếp vào/ra...đều tồn tại dưới dạng các thành phần logic thiết kế sẵn (gọi là IP). Sau khi lựa chọn các IP này, có thể viết thêm các thành phần chưa có (IP tự tạo), Quartus sẽ tự động chuyển chúng thành dạng file ảnh (qua các bước thiết kế đã đề cập đến bên trên, như: Synthesis, Place, route...) rồi nạp vào IC để có nền phần cứng. Lúc này, ta đã có 1 IC vi điều khiển.
Trên nền phần cứng này, dùng Nios IDE để viết Dự án chương trình phần mềm. Một Chương trình gồm thư viện (Lybrary) và ứng dụng (application). Thư viện sẽ khai báo sẵn các hàm thường dùng, còn ứng dụng sẽ dùng các hàm này và ngôn ngữ C/C++ để thực hiện bài toán đề ra. Dự án phần mềm sẽ được nạp vào bộ nhớ.

[vqsktdt]

Bài viết này sẽ hướng dẫn cách tạo một IC dùng QuartusII ver7.1. Tôi làm trên board phát triển dùng con Cyclone EP1C20400C7 .
Trước tiên, ta sẽ đề ra 1 bài toán ứng dụng và cách giải quyết.
Xét bài toán đơn giản, ta muốn nháy LED, đếm thập phân trên LED 7vạch và hiển thị trên LCD.
Với FPGA ta có 2 cách:
Cách 1- Dùng ngôn ngữ HDL để viết mô tả IC để thực hiện bài toán trên, rồi nạp vào IC. Cách này giống như vài hướng dẫn tôi đã Post trước. Tuy vậy, cách này quá đơn giản và không thể hiện hết tính năng, quy mô, khả năng của FPGA. Cách này, chỉ để ta làm quen với ngôn ngữ HDL.
Cách 2- Thiết kế phần cứng, thiết kế FPGA để biến nó thành 1 IC vi điều khiển với những khối phần cứng tùy chọn. Sau đó, viết phần mềm thực hiện bài toán đã đưa ra. Đây là cách giải quyết những bài toán hệ thống phức tạp, tận dụng được hết ưu điểm, khả năng của FPGA, như DSP, xử lý ảnh, âm thanh...

[vqsktdt]

Thiết kế phần cứng bằng Quartus ver 1.

Thiết kế phần cứng bằng Quartus, thực hiện theo cách 2. Tôi làm trên Board mạch phát triển Nios.
Các bước thiết kế:
1. Tạo 1 Project mới.
2. Thiết kế hệ thống SOPC, gồm các thành phần của phần cứng cần thiết kế.
3. Add khối phần cứng SOPC vào hệ thống. Khai báo chân vào ra để phù hợp với board Nios.
4. Synthesis and...
5. Nạp phần cứng vào IC.

[vqsktdt]

Thiết kế hệ thống trên chip SOPC

Xây dựng chip (hệ thống trên chíp SOPC) gồm các thành phần sau:

- Lõi vi xử lý Nios 32 bit.
- Điều khiển on-Chip Rom.
- Giao tiếp UART.
- Bộ định thời Timer.
- Phím bấm Button.
- LED, LCD, LED 7 vạch.
- Bus RAM ngoài, giao diện RAM ngoài.
......................

[vqsktdt]

Thực hiện dự án

4. Thực hiện dự án
Hệ thống SOPC đã được thiết kế ở mức thành phần, gồm lõi vi xử lý và các thành phần liên quan.
Quay trở lại với file thiết kế ban đầu. File thiết kế này được xem như ở mức đỉnh, sẽ nhìn hệ thống SOPC vừa thiết kế như 1 khối logic (ko cần quan tâm đến bên trong khối - hộp đen). Ta sẽ phải đưa khối SOPC vào và đồng thời khai báo giao diện với các thành phần phần cứng ngoài.
Hiện tại, ta đã có cái nhìn khá toàn diện về cách thức thiết kế FPGA. Board mạch phát triển sẽ có chip FPGA ở trung tâm, xung quanh là các linh kiện cứng ngoại vi. Thiết kế SOPC sẽ biến chip FPGA thành 1 hệ thống gồm phần cứng và các điều khiển giao tiếp với các linh kiện ngoài này. Tuy nhiên, chưa có kết nối. Bước tiếp theo, là phải khai báo chân (kết nối chân của SOPC với chân của FPGA để cho phép SOPC giao tiếp, điều khiển ngoại vi).

[vqsktdt]

Thiết kế phần mềm dùng NiosII IDE.

II. Thiết kế phần mềm dùng NiosII IDE.
Nios IDE là môi trường để viết mã phần mềm thực thi, chạy trên nền phần cứng do Quartus tạo ra.
Nios II IDE là công cụ đồ họa nhằm phát triển phần mềm cho họ vi xử lý tích hợp sẵn NiosII. NiosII IDE cho phép tạo ra chương trình đơn luồng cũng như các ứng dụng phức tạp dựa trên hệ điều hành thời gian thực RTOS và các thư viện cung cấp bởi các nhà thiết kế trung gian. Với việc dùng Nios II IDE, sẽ thực hiện được tất cả các tác vụ phát triển phần mềm như: soạn thảo, xây dựng, sửa lỗi chương trình.
Công cụ Nios II IDE dựa trên nền là môi trường Java: Eclipse IDE và công cụ phát triển ngôn ngữ C/C++ tích hợp cho Eclipse.
Sử dụng NiosII IDE có thể bắt đầu phát triển và mô phỏng các phần mềm ứng dụng chạy trên hệ thống phần cứng đã được tạo ra nhờ QuartusII trước đó.

[vqsktdt]

Full

Còn đây là file đầy đủ & kèm theo hướng dẫn Tiếng Anh.

[vqsktdt]

English

abcdefghiklm

[vqsktdt]

Phù Phù, Đã xong. Các bạn cho ý kiến nhé.

[vqsktdt]

Đầy đủ bộ cài của Quartus 7.1 như sau:
B1. Cai Quartus 7.1
B2. ***** Quartus 7.1, copy cac file trong thu muc ***** vao thu muc Bin, chay keymaker.exe.
B3. Chay MegaCoreIP_lib.exe chua cac IP cho Quartus. Roi chay Megacore_Sp1.exe de nang cap.
B4. Chay UP_IP_Library.exe de cai cac IP phụ.
B5. Chay modelSim 7.1 de cai chuong trinh mo phong ModelSim.
B6. Chay Nios7.1.exe.

[gacon17789]

thanks alot

[luongthedien]

không biết có dùng đc không nữa cứ down về xem thế nao đã

[chumanh]

Phù Phù, Đã xong. Các bạn cho ý kiến nhé.

cảm ơn bạn rất nhiều, bộ tài liệu cực kỳ hữu ích !