今日FPGAで学んだこと（１）

忘れないうちにメモメモ

・基本的なこと
　論理演算：AND,OR,NOT(NAND,NOR,XOR)
　　　入力と、出力を真理値表であらわす
　　　それを積和標準形の形で表現する
　　　　　出力が１になるときと０になるとき、どちらでも表現できる
　　　積和標準形の式を展開し、簡略化する
　　　そうすると、AND,OR,NOT(NAND,NOR,XOR)の形で表現できる。
　　　　　→回路であらわせる

　記憶素子：フリップフロップ（D,SR,T・・）
　　　Dフリップフロップ：記憶する
　　　　　記憶のために、かならずクロック信号必要
　　　　　セットアップタイプ、ホールドタイムが有り、
　　　　　それを守らないと、メタステーブルというノイズがでる
　　　→この現象は、非同期の場合起こる（外部通信など）
　　　　対策としては、フリップフロップを２段で受ける

　　　SRフリップフロップ
　　　　　セット端子、リセット端子

・論理回路
　　組み合わせ回路：演算素子でつくる
　　順序回路：フリップフロップが入り、時間の概念
　　　　同期式
　　　　非同期式


・Quartus IIによる開発：回路図の場合
　　・プロジェクト作成
　　　　　プロジェクトを入れるフォルダーを作成、あらかじめ使うものがあれば、
　　　　　そこにいれておく
　　　　　Quartus IIを立ち上げ、File→NewProjectで、新規プロジェクト作成
　　　　　　　プロジェクトのパスとプロジェクト名
　　　　　　　デバイスを選ぶ
　　　　　File→New→Block Diagram/Schematic Fileを選択
　　　　　　→回路図の画面になる
　　　　　もしはじめに、あらかじめ使う部品を入れておいてあれば、
　　　　　　　Project→Add/Remove File in Projectで追加する

　　・回路図作成
　　　　ANDマーク(Symbol Tool)をクリック、出てきたダイアログの左側で、
　　　　シンボルが選べるから、勝手に選んでOK
　　　　回路図にいくらでも貼り付けられる（ESCで解除できる）
　　　　端子もANDマークで出るダイアログから選べるが、書いた後、プロパティ
　　　　かなにかを使って、名前をつけること
　　　　NodeToolで配線する
　　　　保存する
　　　　上にある、チェックマークでチェックする。エラー無ければOK
　　　　　　エラーをダブルクリックすると、エラー箇所に飛ぶ

　　・論理合成その他
　　　　左下にあるCompile Designを右クリックし、Startすると、
　　　　論理合成、フィッティング、その他もろもろをしてくれて、
　　　　あとは、ピン配置だけになる

　　・波形シミュレーション
　　　　File→New→Vector Waveform Fileを選択
　　　　出てきたダイアログ、左側（本来名前が出るところ）を選択
　　　　出てきたダイアログで、Insert Node or Busをクリック
　　　　出てきたダイアログのFilterにPins all,Listをクリックすると
　　　　端子が適当に出るので、適当に選択する
　　　　クロック端子、右クリックでvalue,Clockで、出てきたダイアログから
　　　　クロック周波数に相当するpriodを選択
　　　　名前を選択後、右の波形をてきとうにドラッグし、０、１ボタンをクリック
　　　　すると、その間、その値になる
　　　　書けたら、シュミレーションボタンをクリックする（三角形でじたるなみなみ）

　　・ピン配置
　　　　Assignments→Pin(またはPinPlanner)
　　　　ウィンドウが出てきたら、Locationを選択、場合によってはI/OStandardの電圧修正
　　　　保存して、Compile design

　　・コンフギュデータの書き込み
　　　　Programmerボタン（ないしはTool→Programmer）を選択
　　　　【確認】でできたダイアログで、Hardware Setupボタンをクリック、
　　　　　FPGAボードがささっていれば、USB-Blasterがみえるはず
　　　　いま、プログラムしているものがあれば、それがみえている
　　　　　なければ、Add　FileでSOFファイルを追加
　　　　Startボタンをクリック（画面が隠れることがある）
　　　　Progressが１００％になったら、できている