1.8　编程与配置

使用Quartus Prime成功编译且功能和时序均满足设计要求后，就可以对Altera器件进行编程和配置了。Quartus Prime对器件的编程和配置设计流程如图1-8-1所示。

1.8.1　建立编程文件

配置Altera器件需要设置符合用户配置要求的文件类型和参数。Assembler自动生成一个或多个Programmer对象文件（.pof）或SRAM对象文件（.sof），作为布局布线后的包含器件、逻辑单元和引脚分配的编程文件。

除了.sof和.pof文件格式外，还可以通过以下方法生成其他格式的编程文件。

1.设置Assembler可以生成的其他格式编程文件

选择“Assignments”→“Device”命令，在弹出的对话框中单击“Device & Pin Options”按钮，进入“Device & Pin Options”对话框，如图1-8-2所示。选择“Programming Files”页面，指定可选辅助编程文件格式，例如十六进制（Intel格式）输出文件（.hexout）、表格文本文件（.ttf）、原始二进制文件（.rbf）、JamTM文件（.jam）、Jam字节代码文件（.jbc）、串行适量格式文件（.svf）和系统内配置文件（.isc）等。对于.hexout文件，需要通过设置“Start address”选项标明该十六进制文件的起始地址，还需要通过设置“Count”选项（可选值为UP或Down）指出存储的地址排序是递增还是递减方式。这种十六进制文件可以写入EPROM或是其他存储器件，通过存储器件向FPGA/CPLD器件进行编程配置。

2.创建.jam文件、Jam字节代码文件、串行矢量格式文件或系统内配置文件

选择“Tools”→“Programmer”命令，打开编辑器，将下载模式设置为JTAG（默认），然后选择“File”→“Create/Update”→“Create JAM，JBC，SVF or ISC File”命令，弹出的对话框如图1-8-3所示，其中各项含义如下。

·　File name：目标文件名和存储路径。

·　File format：选择需要创建的文件类型，包括.jam文件、Jam字节代码文件、串行矢量格式文件和系统内配置文件。这些文件与编程硬件或智能主机配合使用。可以配置Quartus Prime支持的任何Altera器件。

·　Operation：选择是编程操作还是验证操作。

·　Programming options：选择是否检查器件为空和是否对编程进行验证。

·　Clock frequency：设置器件的时钟频率。

·　Supply voltage：设置配置工作电压。

3.将一个或多个设计的SOF和POF组合并转换为其他辅助编程文件格式

选择“File”→“Convert Programming Files”命令，弹出如图1-8-4所示对话框。

其中各项含义如下。

·　Programming file type：设定输出目标编程文件格式，包括源编程数据文件（.rpt）、用于EPC16的HEXOUT文件、用于本地更新的SRAM和POF文件及用于远程更新的二进制文件和表格文件等。

·　Configuration device：设置EPROM器件系列。

·　Mode：设置器件配置模式。

·　Input files to convert：添加要转换的输入文件。可以删除添加的文件或调整前后顺序。

·　Options：设置JTAG用户和配置时钟频率等。

·　Save Conversion Setup…：将对话框中指定的设置保存成转换设置文件（.cof）。

·　Open Conversion Setup Data：打开保存的转换设置文件。

1.8.2　器件编程和配置

生成编程文件后，即可对器件进行编程和配置以进行板级调试了。Programmer（编程器）允许建立包含设计所用器件名称和选项的链式描述文件（.cdf）。对于允许对多器件进行编程和配置的编程模式，CDF还指定了SOF、POF、.jam文件和设计所用器件的自顶向下顺序及链中器件的顺序。

器件编程和配置有以下几个操作步骤。

（1）选择“Tools”→“Programmer”命令，进入器件编程和配置对话框，如图1-8-5所示。

（2）单击“Hardware Setup”按钮，弹出“Hardware Setup”对话框，选择编程硬件设置，现在我们通常的硬件选择的都是USB。当然也有其他的选择，下面介绍两种可用的硬件类型，如图1-8-6所示。

·　在“Hardware Settings”页面中根据使用的编程硬件设置硬件类型。单击“Add Hardware”按钮添加编程硬件类型，弹出“Add Hardware”对话框，如图1-8-7所示，共有两种编程硬件类型：一种是ByteBlasterMV or ByteBlaster Ⅱ，硬件接口为并口LPT；另一种是MasterBlaster，硬件接口为串口COM，波特率可选。选择好硬件设置后，单击“OK”按钮，选中的硬件类型就显示在可用硬件列表中，双击硬件类型后，此硬件类型就显示在“Currently selected hardware”栏中，表示选择这个硬件类型编程，如图1-8-8所示。单击“Remove Hardware”按钮可以在硬件类型列表中删除选中的硬件类型。

·　在“JTAG Settings”页面中设置JTAG服务器以进行远程编程，如图1-8-9所示。单击“Add Server…”按钮添加可以联机访问的远程JTAG服务器；单击“Configure Local JTAG Server”按钮配置本地JTAG服务器，可以选择允许远程客户端连接；单击“Remove Server”按钮可在JTAG服务器列表中删除选中的服务器。

（3）设置完编程硬件，返回到如图1-8-5所示的编程界面。在“Mode”中选择相应的编程模式，如被动串行模式（Passive Serial）、JTAG模式、主动串行编程模式（Active Serial programming）或In-Socket编程模式。

（4）添加待编程文件。单击“Add File”按钮添加待编程文件；单击“Delete”按钮删除已添加的编程文件；单击“Change File…”按钮更改选中的编程文件；单击“Add Device”按钮添加用户自定义的器件；使用“Up”和“Down”按钮更改编程文件顺序；单击“Start”开始器件编程。在“Process”的进度条中显示编程的进度，中途可以停止编译。编译完成后，在Quartus Prime的信息栏中显示器件加载的JTAG USER CODE检测信息及成功编程和配置信息。

器件成功编程和配置后，就可以进行板级调试了。

本章开篇简单介绍了数字集成电路，而后通过具体的层次结构介绍了利用Quartus Prime进行FPGA/CPLD开发的设计流程，包括设计输入、约束输入、综合、布局布线、仿真、编程和配置等；对每一部分的具体实施步骤，包括建立方法，主要设置项的含义以及仿真验证到硬件测试所涉及的内容都进行了逐一介绍，望读者通过这一章内容的学习对FPGA的设计和开发有一个初步了解，对后面的实例以及课题性设计的学习有一个基本的知识储备。 VHjm9j7O4R2gEKKWkHJ+ry0DeMaA5jnxcvRLxXi3J9Qjdp29jcqzkkkc3iRVoTXK