Manual para usar la tarjeta del fpga cyclone iv de altera

MANUAL PARA USAR LA TARJETA DEO.NANO

INSTITUTO TECNOLÓGICO AUTÓNOMO DE MÉXICO

INSTITUTO TECNOLÓGICO AUTÓNOMO DE MÉXICO MC. EDWIN ROSARIO GABRIEL

MANUAL PARA USAR LA TARJETA DEO-NANO FPGA CYCLONE IV

http://www.altera.com/education/univ/materials/boards/de0-nano/unv-de0-nano-board.html

Características principales:

Tarjeta: DEO-Nano

FPGA Cyclone IV EP4CE22F17C6N FPGA.

22,320 elementos lógicos o compuertas lógicas.

8 convertidores de 12 bits.

Acelerómetro de 3 ejes.



Vista frontal y posterior de la tarjeta DEO-NANO



Pasos generales para empezar a utilizar por primera vez la tarjeta DEO-NANO.

1. Primero debemos instalar el software de Quartus II – Setup.exe

2. Seguimos los pasos de la instalación del software.

3. Una vez instalado el software IDE, seguimos los siguientes pasos para probar por primera

vez la tarjeta. Por ahora alimentaremos la tarjeta con la fuente de [5 v] del puerto USB.



4. Para la programación usamos el puerto JTAG, que ya está incluido en la PCB de DEO-

Nano, solo necesitaremos conectar la tarjeta a la PC.

5. La tarjeta tiene dos push-botton que son GPIOs, en este caso de entrada digital.

6. También tiene 8 leds de son GPIOs configuradas como salidas.

7. Los pines asignados a las entradas y salidas digitales son los siguientes. Esto es importante

a la hora de compilar el programa, ya que debemos ser muy cuidados en el momento de

asignar las entradas y salidas a los pines correspondientes.



8. La tarjeta DEO-NANO también proporciona 2 puertos de expansión de 40 pines cada uno.

Cada puerto se conecta directamente a 36 pines del FPGA y se tienen por cada puerto de

expansión un pin que proporciona [ +5 v CD] , uno de [+3.3 v CD] y dos pines que van

conectados a GND.

9. La siguiente figura muestra como ubicar el pin número 1 de cada puerto de expansión.



10. IMPORTANTE!! La alimentación de la tarjeta es proporcionada por el puerto USB que

tiene una fuente de +5v CD. Para proyectos portables donde no se desea estar conectado a

la PC a través del puerto USB, es necesario conectar una batería de [+3.6 v a +5.7v ] en el

puerto de alimentación como se muestra en la siguiente figura. Es importante identificar de

manera correcta la polaridad. También la tarjeta se puede alimentar a través de los pines

correspondientes de los puertos de expansión, sin embargo será mejor trabajar con el

conector asignado a las baterías.



CONECTAR POR PRIMERA VEZ LA DEO-NANO

1. El primer paso es conectar la tarjeta DEO- nano a través del cable USB a la computadora.

2. En seguida se mostrará un mensaje de que no se encontró el driver del dispositivo.

3. Ir a administrador de dispositivos de Windows y actualizar controlador.

4. El controlador del USB-Blaster se puede localizar en un directorio generado al momento de

instalar Quartus II, que es el siguiente: C:\altera\13.0\quartus\drivers En caso de que no se

encuentre el driver, también se puede descargar en el siguiente link:

http://www.altera.com/support/kdb/solutions/rd06212010_676.html

Después de localizar el driver, solo bastará con actualizar driver desde la ventana de

Administrador de dispositivos.

http://www.altera.com/support/kdb/solutions/rd06212010_676.html



5. Después de haber instalado perfectamente el driver de la DEO-Nano. En seguida nos

dirigimos a la carpeta de Tools que viene en el disco de la tarjeta y ejecutamos en panel de

control que corresponde al archivo llamado: DE0_NANO_ControlPanel.exe. Nos muestra

la siguiente pantalla:

1. En este punto verificamos que funcionen los LEDS, los Switches, la memoria y el

acelerómetro de la tarjeta. Una vez que hemos ejecutado el panel de control y que

verificamos que los periféricos funcionan bien, ahora debemos hacer nuestro propio

programa para la DEO-Nano.



COMO USAR EL BUILDER SYSTEM DE DEO-NANO

1. En este apartado veremos como construir un proyecto para Quartus II a través del sistema

constructor de DEO-nano llamado BUILDER SYSTEM. El builder system genera cinco

archivos con las siguientes extensiones:

Quartus II Project File (.qpf)

Quartus II Setting File (.qsf)

Top-Level Design File (.v)

Synopsys Design Constraints file (.sdc)

Pin Assignment Document (.htm)

El Builder System nos ayudará a generar un proyecto específico para la DEO-Nano,

permitiéndonos con esto evitar errores en el diseño del Proyecto, y de esta forma logramos

que no se queme la tarjeta por algún error en la asignación de los voltajes a cada pin por

ejemplo.

2. Para generar el proyecto ejecutamos el archivo: DE0_Nano_SystemBuilder.exe y

generamos el proyecto con los periféricos que vallamos a utilizar.

3. Cuando presionamos el botón de Generate, se crean los cinco archivos mencionados

anteriormente y guardamos el proyecto en nuestro directorio de trabajo.

4. La siguiente tabla muestra los archivos que se generan.



A partir de este punto, lo que resta es abrir el proyecto con Quartus II, que ya está diseñado

específicamente para la DEO-Nano y empezar a programar, compilar y descargar nuestros propios

programas.

1. Abrimos Quartus. Nos vamos a File –> Open Project y seleccionamos el proyecto que

generamos con la herramienta de Builder System de DEO-Nano, que es un archivo con

extensión .qpf

2. Nos vamos a file -> new -> Block Diagram/Schematic File



3. Guardamos el Nuevo archivo con extensión name.bdf. En este archivo es donde vamos a

crear nuestro diseño de manera esquemática, es decir, usando símbolos. También se pueden

incluir archivos para programar con VHDL o Verilog HDL.



PASOS PARA CREAR UN PROYECTO EN QUARTUS

1. Hacemos clip en New -> File -> New Quartus II Project.

2. Después aparece una ventana de introducción. Damos clip en Next.

3. En seguida seleccionamos el directorio donde se va a guardar nuestro proyecto y fijamos el

nombre del proyecto.



4. Nos aparece esta ventana para poder incluir archivos externos, en nuestro caso solo damos

clip en Next.

5. Luego debemos seleccionar la familia del FPGA que vamos a programar, así como su

código.



Importante! Device Family: Cyclone IV E

Name: EP4CE22F17C6

6. Finalmente damos clip en Next –> Next y Finish.

FIN



PASOS PARA CREAR UN SCHEMATIC FILE

1. File -> New - >Schematic File - > Block Diagram / Schematic File

2. Para empezar el diseño damos clip en Symbol/Tool y usando las librerías de los

elementos lógicos armamos nuestro circuito lógico.



3. Después de terminado el diseño, se deben seleccionar y nombrar las entradas y las salidas.

4. Enseguida damos clip en Assigments - > Pin Planer.

5. Nos aparece la siguiente ventana, donde debemos asignar a cada entrada y salida un pin

correspondiente de la Tarjeta en la columna Location . Importante!. Aquí es necesario

revisar el manual y tener cuidado con las asignaciones, ya que de lo contrario podríamos

asignar una salida a una entrada y provocar una avería en la tarjeta.



6. Cerramos la ventana después de hacer las asignaciones correspondientes y compilamos el

proyecto.

7. Una vez que la compilación haya sido satisfactoria, procedemos a programa la tarjeta. Para

ello nos vamos a Tool - > Programer.



8. Nos aparece la siguiente ventana, donde hacemos clip en Hardware-Setup y seleccionamos

USB-Blaster. Finalmente clip en Start para descargar el programa al FPGA.

POR FIN

Engineering

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