Departamento de Ingeniería Eléctrica EL42A - Procesamiento Digital de la Información
Introducción al Quartus II y ’ Profesor Pablo Navarrete Auxilares Rodrigo Taboada Victor Ramos PPT’s PPT’ s preparad preparadas as por Rodrigo Taboada Taboada Semestre Otoño 2010
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¿Qué es Quartus? •
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Es una herr herramie amienta nta de de softwar software e producid producida a por Alter Altera a para para el análisis y la síntesis de diseños realizados en HDL (Hardware Description Language). Dentro Dent ro de las funcio funciones nes que que puede puede reali realizar zar Quar Quartus tus es el el de análisis de circuitos lógicos. Básicamente es un simulador de para circuitos Lógicos. Es análogo a Pspice.
Pspice → Circuito Pspice Circuitoss Ana Analógi lógicos cos Quartus → Circuitos Digitales • •
El program programa a Quartus Quartus II se encue encuentra ntra dispon disponible ible de maner manera a gratuita gratuita en http://www.altera.com/support/software/sof-quartus.html Pesa 1.33 GB aprox. aprox. Debido a esto esto no estará disponible en U-cursos U-cursos.. Puede pedírselo al auxiliar.
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¿Qué es una FPGA? •
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Una FPGA (o Field Programable Gate Array) es un dispositivo semiconductor, el cual contiene en su interior un conjunto de circuitos digitales reprogramables. Puede entenderse conceptualmente como un arreglo bidimensional de bloques lógicos fijos.
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¿Qué es una FPGA? •
La gracia de las FPGA’s es que cuentan con cableado reprogramable entre bloques lógicos.
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Lo que se programa entonces es la interconexión entre bloques lógicos.
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Una FPGA puede emular desde Circuitos lógicos básicos como Full Adders, MUX, decoders, etc. hasta Procesadores (Intel, MIPS).
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Puede programarse de modo que implemente diferentes circuitos lógicos aislados unos de otros, desempeñando tareas completamente diferentes, en paralelo.
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Ampliamente utilizados en etapas de prueba de circuitos lógicos complejos (procesadores y sistemas embebidos).
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¿Qué es una FPGA? •
La FPGA que ocuparemos se encuentra en la plataforma de desarrollo UP2 de Altera.
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¿Cómo usar Quartus? •
1er Paso : Create a New Proyect.
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¿Cómo usar Quartus? •
Una vez seleccinado “Create New Proyect” se mostrará una ventana en donde deberán efectuarse un total de X pasos.
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El Primer paso en una descripción de lo que el asistente para crear proyectos hace. Aplique “Next”.
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El se undo aso es ara definir la car eta donde se uardará el ro ecto para darle un nombre a este.
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El tercer paso es para agregar una librería en particular que se desee utilizar en el proyecto. Aquí no hacemos nada y aplicamos “Next”.
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En el cuarto paso (MUY IMPORTANTE) debe seleccionarse la FPGA que se programará. Debe seleccionarse la EPF10K70RC240-4 , de la familia Flex10k (última de la lista de la familia flex10k). Si se selecciona otra que no sea esta el archivo esquemático, por muy compilado que este no podrá programarse en la FPGA).
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En el quinto y último paso no se hace nada y se aplica “Next”.
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¿Cómo usar Quartus? •
Posteriormente a creado el proyecto debe crearse un archivo que contenga el esquemático del circuito. Para ello se debe ir al menu : File → New.
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Aparécerá una ventana como se muestra en la figura.
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Se selecciona : Block Diagram/Schematic File
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¿Cómo usar Quartus? Aparecerá una ventana como sigue :
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¿Cómo usar Quartus? Para situar componentes en el Layout :
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¿Cómo usar Quartus? Los Componentes requeridos se encuentran en: C:/altera/……
Others •
MaxPlus2 : aquí pueden encontrarse los FullAdders (74283) y lo BCD to 7seg (7446,47,48,49)
Primitives •
Logic : Compuertas Lógicas AND, OR, NOR, etc.
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Storage : Flip-Flop y Latches
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Pin : Inputs y Outputs
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¿Cómo usar Quartus? •
Una vez dibujado el esquemático este debe compilarse utilizando se el botón Start Simulation (boton con forma de Play morado) :
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¿Cómo usar Quartus? •
Una vez compilado el esquemático, debe crearse un archivo waveform, este tipo de archivo sirve para simular el circuito dibujado bajo diferentes entradas predeterminadas.
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Para crear un waveform ir al menú : File → New
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Selecione : Vector Waveform File
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¿Cómo usar Quartus? Aparecerá una ventana como sigue :
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¿Cómo usar Quartus? Ampliando la ventana del waveform :
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¿Cómo usar Quartus? •
El archivo waveform permite visualizar las señales de entrada y de salida en una línea de tiempo.
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Su formato de línea de tiempo es muy útil para el análisis de circuitos secuenciales., sobre todo de aquellos sincronizados por reloj.
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Permite ver como cambian las salidas de un circuito secuencial síncrono o asincrono de acuerdo a cambios en las entradas y en el clock (caso síncrono).
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Aunque no está enfocado para el análisis de circuitos combinacionales, puede igualmente ser utilizado para su análisis.
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En tal caso las señales que se visualizaran en el archivo waveform serán constantes mientras no cambien las salidas.
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Quartus permite modelar el delay de las compuertas, por lo que permite detectar en el waveform las condiciones de carrera en un circuito secuencial o combinacional.
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¿Cómo usar Quartus? •
Para poder visualizar las entradas y salidas (y el clock según corresponda) de nuestro circuito, deben importarse todas estas desde el Schematic file.
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Para ello haga click derecho en la ventana que muestra la lista de variables (ver foto).
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Selecione : Insert → Insert Node or Bus.
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¿Cómo usar Quartus? En la ventana seleccione : Node finder
En la ventana siguiente , para poder ver la variables de entrada y salida presentes en su circuito ocupe el botón “List”. Tengan la precaución de que el filtro de busqueda (Filter) esté seteado en “pins :all” y que busque (“Look in”) en el archivo del mismo nombre que el esquemático (esto último debería estar seteado por defautl).
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¿Cómo usar Quartus? Debería verse algo como :
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¿Cómo usar Quartus? Finalmente :
Con los botones de la barra vertical izquierda pueden ajustarse los valores de las entradas. Las salidas no están aún definidas por que aún no se ha corrido el waveform file.
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¿Cómo usar Quartus? •
Para correr el Waveform file todas las entradas deben estar con lo respectivos valores deseados seteados. Para setear el la entrada que ud definió como clock, seleccionelo, y a continuación haga click derecho sobre este. Seleccione : Value → Clock.
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En este menu se pueden ajustar las características deseadas del clock como el tiempo de ciclo de reloj, el duty cycle, etc.
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Para finalmente correr el waveform file debe usarse el botón “Start Simulation” (ver foto).
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Consultas a
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