Cyclone FPGA踏足笔记（一）：开发环境建立与使用

好久没回CSDN了，记得这个博客开通是大二时候的事了，一晃都6年了。个人搭建博客是一件很有意思但是需要花费精力的事，我毕竟不是搞web的，我想还是将更多时间用来写博客吧。旧网站会一直开着直到服务器过期，部分值得搬迁的文章到时专门开个专栏搬迁过来好了。 这篇文章是一系列FPGA学习笔记的开端。之所以打算记录下来，一是写的过程中顺带自己理理学习思路，二是希望能对以后同样需要涉足FPGA的新手有一些帮助吧。站在新手的角度去看另一个新手学习过程中记录的笔记，可能很多地方会好懂一点。

后文多图预警！！！！

Cyclone系列FPGA的研发厂商ALTERA被INTEL收购了，所以现在开发环境是在INTEL的官网上下载，软件安装没什么好说的，新手使用Quartus Prime Lite版本就行了，免费的，功能也够用。下载网址为：https://fpgasoftware.intel.com/?edition=lite。需要下载Quartus Prime、ModelSim以及使用的芯片的Devices包。

把这堆东西丢一个文件夹里，然后双击QuartusLiteSetup开始安装，一路下一步后，安装程序会自动检测到同一个目录下的ModelSim和Devices包并在安装时一起安装，如下图所示： 后面就是接着一路下一步了，就不多说了。如果在最后安装设备驱动时失败了，进入windows的禁用驱动签名验证模式重新安装就好，具体教程可以根据自己的windows操作系统版本自行百度。 安装完成后打开软件，进入Tools->Options配置一下ModelSim执行文件所在路径，配置工作就完成了，如下图所示。

打开Quartus后，通过菜单File->New Project Wizard调出工程建立对话框开始建立一个新的工程。

最简单的Verilog工程只需要一个描述顶层模块的Verilog文件即可，这个文件的文件名要和其内的模块名一致，同时也应该和我们前一节建立工程时设置的顶层模块名字一样，执行时，将会顶层模块开始执行。按照以下流程建立Verilog文件并且在其中编写代码。

Verilog文件编译通过后，只能说明文件编写时的语法没有问题，为了验证逻辑是否符合预期，需要使用ModelSim进行RTL仿真。 首先需要编写仿真用的testbench文件，testbench文件用于为Verilog模块提供外部激励输入，之后只需要观察输出是否符合预期就行了。可以使用开发环境的testbench文件生成模板，当然也可以自己新建一个Verilog文件手动编写。这里给出基于模板编写testbench文件的流程。 先通过Assignments->Settings设置一下仿真相关的参数。

然后通过Processing->Start->Start Test Bench Template Writer选项新建一个testbench模板。 此时在工程目录下的.\simulation\modelsim目录下应该已经生成了与顶层模块名称一样的.vt文件，这就是testbench。在这里是.\hello\simulation\modelsim\hello.vt，使用File->Open打开这个文件，如下图所示。 会根据顶层模块的输入输出接口情况，也就是刚才编写的hello.v文件来自动生成初始化代码，然后添加一些自己的测试代码。（其实为什么要去关注语法细节呢，这又不是这篇笔记的重点。） 将编写好的文件另存为与testbench模块名字一样的.v文件，即hello_vlg_tst.v。

最后通过菜单栏Assignments -> Settings -> Simulation将另存好的testbench添加到工程。

完成第四节的操作后，将工程重新编译一遍就可以进行RTL仿真了，如下图所示进入ModelSim。 更多ModelSIm的基本操作，官方手册了解下？或者不想读英文可以看看别人写的相关博客。