基于Quartus Prime18.1的安装与FPGA的基础仿真（联合Modelsim）教程

码农世界 2024-06-17 后端 94 次浏览 0个评论

Quartus是一种美国科技公司Intel（英特尔）公司开发的FPGA（现场可编辑门阵列）设计编译软件，用作设计、仿真、综合和布局、支持多种编程语言，包括VHDL、Verilog等，并具有丰富的功能和工具库，可广泛应用于各种数字电路设计和实现。

一、 Quartus Prime 18.1 的下载

剑指官网：Intel® Quartus® Prime Lite Edition Design Software Version 18.1 for Windows

选择好相应安装包、版本号、相应操作系统

对应下载即可，大约24GB大小下载后打开安装包

二、安装教程

2.1 quartus程序的安装

完成上述下载操作后点击如上图所框选的运行文件，打开点next

同意安装使用协议，点Next；

选择安装路径后，继续下一步；

选择需要安装的内容，进行下一步

下一步直到设备驱动程序完成

2.2 ModelSim的安装

此安装影响后续的仿真模拟，所以仍需要安装调制，打开setup，点Next

无协议，选择License is not required，选择Next

接受条款选择路径，next

默认安装内容，继续下一步直到设备驱动程序完成

三、基于Quartus 的 CPLD/FPGA 应用开发

3.1. 建立工程

打开 Quartus Prime Lite 18.1 开发环境。菜单 File->New Project Wizard. Directory, Name, Top-Level Entity 页选择合适的工程存储路径（路径不要有中文，最好不要在桌面），输入工程名和顶层实体名。例如：工程存储路径 D:/zhidao 工程名 zhidao 顶层实体名 zhidao

基于Quartus Prime18.1的安装与FPGA的基础仿真（联合Modelsim）教程

接下来 Project Type 选 Empty project,即建立一个空的工程

Add Files 页直接 Next Family, Device & Board Settings 页里器件 Family 选择 Cyclone IV E，在下方选择 EP4CE15F17C8 （不要选成 EP4CE15F17C8L，最后带 L为低电压版）

EDA Tool Settings 页里，Simulation 选择 ModelSim- Altera （不要选 ModelSim ）和 VHDL

Summary 页点 Finish，完成工程的建立菜单 New -> Design Files -> VHDL File。贴入 zhidao_vhdl.txt 中的代码下面给出自己学习当中的课程实验相关代码：三八译码器

LIBRARY IEEE;
USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
ENTITY zhidao IS
PORT(
    x: IN STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);
    y: OUT STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0)
);
END zhidao;
ARCHITECTURE tt OF zhidao IS
BEGIN
    PROCESS(x)
    BEGIN
        CASE x IS
            WHEN "11111110" => y <= "000";
            WHEN "11111101" => y <= "001";
            WHEN "11111011" => y <= "010";
            WHEN "11110111" => y <= "011";
            WHEN "11101111" => y <= "100";
            WHEN "11011111" => y <= "101";
            WHEN "10111111" => y <= "110";
            WHEN "01111111" => y <= "111";
            WHEN OTHERS     => y <= "XXX";
        END CASE;
    END PROCESS;
END tt;

（注意：实体名保持一致）保存文件为 zhidao.vhd 到之前选择的工程目录下（D:/zhidao）

3.2 编译

如果编译只是为了做功能仿真来验证逻辑，可以直接编译。但如果编译是为了最后下载至硬件器件中运行，则在编译前还需要做如下操作：菜单 Assignments->Device，点击 Device and Pin Options

在 Unused Pins 里，选择 As input tri-stated，将其它未使用的引脚状态设置为三态输入

在 Task 栏里双击 Compile Design，全部绿色对勾编译通过

3.3 仿真

菜单 Tools->Options，General->EDA Tool Options 中设置好 ModelSim Altera 可执行程序的路径（注意不要设置为倒数第三项 ModelSim）

菜单 Processing->Start->Start Test Bench Template Writer，在工程文件夹 simulation/modelsim下自动生成了Test Bench 模板 zhidao.vht

直接用 Quartus 打开上一步生成的文件 zhidao.vht。(File->Open 找到并打开文件，需要选择 All Files 才能看到 .vht 文件) 将 init:PROCESS 和 always:PROCESS 两个进程删除（从 init:PROCESS一直到 END PROCESS always）将 zhidao_vht.txt 中的 init:PROCESS 和 always:PROCESS 两个进程的代码复制到原处，保存文件。（进程 init 用来描述一般的输入信号，按顺序书写各个输入信号的变化即可，需要等待一段时间则利用 wait for 语句）（进程 always 用来描述时钟信号之类的周期信号，在此进程中添加语句后需要删除最后的一句 wait，从而使此进程能够反复循环执行）菜单 Assignments->Settings，EDA Tool Settings->Simulation 中，在 NativeLink settings 里选中 Compile test bench，点击后面的 Test Benches 按钮