Introdução à Programação FPGA com Quartus Prime Lite (com VHDL)

Introdução à Programação FPGA com Quartus Prime Lite (com VHDL)

Sumário

1. Introdução
2. O que é a placa DE10 Lite
3. Exercício laboratorial 1 da Intel
4. Conectando os interruptores aos LEDs
5. Iniciando o Quartus
6. Criando um novo projeto
7. Definindo o nome do projeto e o diretório de trabalho
8. Nomeando a entidade de nível superior
9. Selecionando o tipo de projeto
10. Escolhendo o tipo de FPGA
11. Resumo das configurações do projeto
12. Salvando o projeto
13. Criando um novo arquivo VHDL
14. Entendendo o código VHDL
15. Salvando o arquivo VHDL
16. Adicionando o arquivo VHDL ao projeto
17. Compilando a análise e síntese
18. Definindo as atribuições de pinos
19. Compilando o design novamente
20. Abrindo o Programmer
21. Programando a placa DE10 Lite

🎯 Conectando interruptores aos LEDs

Neste artigo, vamos aprender a conectar interruptores aos LEDs na placa DE10 Lite da Intel. A placa DE10 Lite é uma placa de baixo custo e Alta potência que pode ser facilmente encontrada online. Neste exercício laboratorial introdutório, iremos nos familiarizar com o Quartus, um software de programação FPGA da Intel, e aprenderemos a programar os interruptores para controlar os LEDs.

O que é a placa DE10 Lite?

A placa DE10 Lite é uma placa FPGA (Field-Programmable Gate Array, ou Arranjo de Portas Programável em Campo) produzida pela Intel. Ela é uma opção econômica para quem deseja uma placa FPGA leve, mas poderosa. A placa DE10 Lite possui um FPGA Max 10, o que a torna adequada para uma ampla variedade de aplicações.

Exercício laboratorial 1 da Intel

Neste exercício laboratorial, iremos nos concentrar na primeira parte do Exercício Laboratorial 1 fornecido pela Intel. Este exercício tem como objetivo introduzir o uso do Quartus e a programação da placa FPGA. É importante ressaltar que os passos apresentados aqui são aplicáveis a praticamente todas as placas FPGA disponíveis no mercado.

Conectando os interruptores aos LEDs

Neste exercício laboratorial específico, nosso objetivo é conectar os interruptores aos LEDs na placa DE10 Lite. Os interruptores estão localizados em um dos lados da placa, enquanto os LEDs estão posicionados logo acima deles. Quando os interruptores são acionados, os LEDs correspondentes acendem. Lembre-se de que esse é apenas um exercício introdutório, mas os conceitos apresentados aqui são fundamentais para projetos mais avançados.

Iniciando o Quartus

Vamos começar iniciando o Quartus no computador. Ao abrir o Quartus, você verá a tela de boas-vindas. Vamos criar um novo projeto, então clique em "New Project Wizard" e siga as instruções. Defina o local de trabalho e o nome do projeto conforme necessário.

Criando um novo projeto

Ao criar um novo projeto no Quartus, você precisa definir o local de trabalho e o nome do projeto. Certifique-se de escolher um nome adequado para o projeto e defina o diretório onde deseja salvá-lo.

Nomeando a entidade de nível superior

Em VHDL, tudo é definido como uma entidade, incluindo a entidade de nível superior. No nosso caso, vamos nomear nossa entidade de nível superior como "lab_one_1". Você pode alterar esse nome de acordo com suas preferências.

Selecionando o tipo de projeto

Ao criar um novo projeto no Quartus, você terá a opção de escolher entre um projeto vazio ou um modelo de projeto pré-definido. Para este exercício, vamos escolher um projeto vazio, pois já temos o código VHDL fornecido.

Escolhendo o tipo de FPGA

É importante selecionar o tipo de FPGA correto ao programar a placa DE10 Lite. Neste caso, estamos usando um FPGA Max 10. Certifique-se de selecionar corretamente o tipo de FPGA para evitar problemas de compatibilidade.

Resumo das configurações do projeto

Antes de concluir a criação do projeto, você verá um resumo das configurações escolhidas. Verifique se todas as informações estão corretas antes de prosseguir.

Salvando o projeto

Por fim, salve o projeto no diretório escolhido. Você receberá uma confirmação de que o projeto foi salvo com sucesso.

Criando um novo arquivo VHDL

Agora que o projeto foi criado, precisamos adicionar um novo arquivo VHDL a ele. Clique com o botão direito do mouse no projeto e selecione "New -> VHDL File" para criar um novo arquivo VHDL em branco.

Entendendo o código VHDL

O código VHDL fornecido para este exercício realiza a conexão dos interruptores aos LEDs. Cada interruptor é associado a um LED específico. No código, é importante observar os comentários e as definições das entidades e dos componentes. Isso nos ajudará a entender como o código funciona e como realizar outras modificações.

Salvando o arquivo VHDL

Após adicionar o código VHDL ao arquivo, lembre-se de salvar as alterações. Certifique-se de que o nome do arquivo VHDL corresponda ao especificado anteriormente.

Adicionando o arquivo VHDL ao projeto

Agora que o arquivo VHDL foi criado e salvo, precisamos adicioná-lo ao projeto. Clique com o botão direito do mouse no projeto e selecione "Add/Remove Files". Em seguida, adicione o arquivo VHDL ao projeto.

Compilando a análise e síntese

Agora que o projeto está configurado e o arquivo VHDL foi adicionado, podemos prosseguir para a compilação da análise e síntese. Esse processo verificará se não há erros de sintaxe no código VHDL. Se não houver erros, podemos prosseguir para as próximas etapas.

Definindo as atribuições de pinos

Antes de programar a placa FPGA, precisamos informar ao Quartus como conectar os interruptores e LEDs. Existem duas maneiras de fazer isso: por meio do Assignment Editor ou usando um arquivo QSF. No nosso caso, usaremos o arquivo QSF para facilitar o processo. O arquivo QSF define as atribuições de pinos e as ligações necessárias.

Compilando o design novamente

Após definir as atribuições de pinos no arquivo QSF, precisamos recompilar o design para que as alterações sejam aplicadas. Certifique-se de que o arquivo QSF esteja corretamente especificado no projeto.

Abrindo o Programmer

Agora vamos abrir o Programmer para programar a placa DE10 Lite. No Programmer, você pode selecionar o dispositivo USB Blaster e adicionar o arquivo de programação necessário.

Programando a placa DE10 Lite

Com todas as configurações e atribuições de pinos definidas, agora podemos programar a placa DE10 Lite. Clique em "Start" para iniciar o processo de programação. Após a conclusão, os interruptores estarão conectados aos LEDs e você poderá testar o funcionamento alterando o estado dos interruptores.

Espero que este artigo tenha sido útil e esclarecedor. Agora você está pronto para começar a utilizar a placa DE10 Lite e aprender mais sobre programação FPGA. Divirta-se explorando as possibilidades e desenvolvendo seus próprios projetos!

🔦 Destaques

• Introdução à placa DE10 Lite da Intel
• Exercício laboratorial introdutório para programação da placa FPGA
• Conectando interruptores aos LEDs
• Utilização do Quartus para criação e programação de projetos
• Atribuições de pinos e configurações do projeto
• Programação da placa DE10 Lite através do Programmer

❓ Perguntas frequentes

Q: Posso usar qualquer placa FPGA para realizar este exercício laboratorial? A: Sim, é possível realizar este exercício em praticamente todas as placas FPGA disponíveis no mercado. Certifique-se apenas de selecionar corretamente o tipo de FPGA ao configurar o projeto.

Q: Preciso ter conhecimentos prévios em programação FPGA para realizar este exercício? A: Não é necessário ter conhecimentos prévios em programação FPGA para iniciar este exercício. Ele foi projetado como uma introdução ao Quartus e à programação da placa DE10 Lite, portanto, é adequado para iniciantes.

Q: Onde posso encontrar mais recursos e informações sobre a placa DE10 Lite? A: Recomendamos consultar o site oficial da Intel e a documentação fornecida com a placa DE10 Lite para obter mais informações sobre recursos avançados e possibilidades de uso.

Recursos:

• Site oficial da Intel
• Documentação da placa DE10 Lite