Programación y modificación de circuitos lógicos en FPGA Altera MAX 10 Intel

Programación y modificación de circuitos lógicos en FPGA Altera MAX 10 Intel

Tabla de contenidos:

1. Introducción
2. Programación y modificación de circuitos lógicos básicos
3. Descripción del hardware utilizado
4. Creación de un proyecto en Quartus Prime Light Edition
5. Configuración de puertas lógicas 5.1. Declaración de puertos 5.2. Asignación de valores lógicos a los puertos 5.3. Operaciones lógicas y aritméticas
6. Compilación y validación del programa 6.1. Opciones de compilación 6.2. Visualización de la simulación
7. Asignación de pines y simulación en ModelSim
8. Programación del FPA 8.1. Conexión del FPA al ordenador 8.2. Programación del FPA
9. Resultados de la simulación y validación en el FPA
10. Asignación de pines a componentes periféricos
11. Conclusiones
12. Próximos pasos

💡 Introducción

¡Hola a todos! En este artículo vamos a explorar el emocionante mundo de la programación y modificación de circuitos lógicos básicos utilizando la Placa de Desarrollo FPJ da10 de Intel y el software Quartus Prime Light Edition. Te guiaremos paso a paso a través de todo el proceso, desde la creación de un proyecto hasta la asignación de pines y la simulación en ModelSim. Además, te mostraremos cómo programar el FPA y validar los resultados tanto en la simulación como en la placa de desarrollo. ¡Empecemos!

Programación y modificación de circuitos lógicos básicos

En esta sección, aprenderemos cómo programar y modificar circuitos lógicos básicos utilizando la Placa de Desarrollo FPJ da10 de Intel y el software Quartus Prime Light Edition. Comenzaremos creando un nuevo proyecto o abriendo un proyecto existente. Luego, seleccionaremos la opción correspondiente al circuito lógico que deseamos implementar. Si bien estamos utilizando el FPJ da10, podemos adaptar los pasos a cualquier otro modelo de FPJ.

Descripción del hardware utilizado

Antes de sumergirnos en la programación, es importante comprender el hardware que estamos utilizando. La Placa de Desarrollo FPJ da10 de Intel es una herramienta versátil que nos permite desarrollar y probar circuitos lógicos de manera eficiente. Utiliza el FPJ Altera 10m50 daF484C7G y se programa con el software Quartus Prime Light Edition. A medida que avancemos en el artículo, veremos cómo aprovechar al máximo este hardware.

Creación de un proyecto en Quartus Prime Light Edition

La creación de un proyecto en Quartus Prime Light Edition es el primer paso para programar y modificar circuitos lógicos básicos. Podemos empezar creando un nuevo proyecto desde cero o abriendo un proyecto existente. También podemos utilizar los proyectos recientes que hemos creado previamente. Una vez que hemos seleccionado nuestro proyecto, debemos asegurarnos de elegir correctamente la opción "Logic Gate" en el panel de navegación. Esto asegurará que trabajemos en el proyecto Correcto.

Configuración de puertas lógicas

En este apartado, nos centraremos en la configuración de las puertas lógicas en nuestro proyecto. Comenzaremos declarando los puertos necesarios, tanto de entrada como de salida. Utilizaremos la biblioteca STD_logic_1164 para todas las operaciones lógicas y aritméticas, así como para habilitar las variables no signadas. Una vez que hayamos terminado de declarar los puertos, procederemos a asignarles los valores lógicos correspondientes. Utilizaremos la sintaxis adecuada y la lógica que deseamos implementar en nuestras puertas lógicas.

Compilación y validación del programa

Una vez que hemos configurado nuestras puertas lógicas, es hora de compilar y validar nuestro programa. Quartus Prime Light Edition nos ofrece varias opciones de compilación para adaptarse a nuestras necesidades. Podemos utilizar el menú de opciones de compilación o simplemente presionar una combinación de teclas para iniciar la compilación. Debemos tener paciencia, ya que este proceso puede llevar algún tiempo.

Visualización de la simulación

Una vez que la compilación ha finalizado, podemos proceder a la visualización de la simulación. Quartus Prime Light Edition ofrece una herramienta de simulación integrada llamada ModelSim. Utilizaremos esta herramienta para validar nuestros resultados y asegurarnos de que el programa funciona correctamente. Podemos seleccionar la opción "Simulate" en el menú Tools y luego abrir el archivo de simulación correspondiente. Una vez que la simulación esté en ejecución, podremos observar los resultados de nuestras operaciones lógicas en la pantalla.

Asignación de pines y simulación en ModelSim

En esta sección, aprenderemos cómo asignar pines a los componentes periféricos y cómo simular nuestra lógica utilizando ModelSim. La asignación de pines es esencial para conectar nuestros circuitos lógicos a los componentes externos, como LEDs y switches. Utilizaremos la herramienta de asignación de pines en Quartus Prime Light Edition para realizar esta tarea. Además, simularemos nuestra lógica utilizando ModelSim para verificar que todo funcione según lo previsto.

Programación del FPA y validación de resultados

Una vez que hayamos validado nuestra lógica en la simulación, es hora de programar el FPA (Field-Programmable Array) y validar los resultados en el hardware real. Primero, debemos asegurarnos de que el FPA esté correctamente conectado al ordenador a través del USB Blaster. Luego, utilizaremos la herramienta Programmer en Quartus Prime Light Edition para programar el FPA. Una vez que se haya completado la programación, podremos observar los resultados en la placa de desarrollo, verificando que los LEDs muestren los estados lógicos esperados.

Asignación de pines a componentes periféricos

Para completar nuestro proyecto, es importante asignar pines a los componentes periféricos, como LEDs y switches. Utilizaremos la herramienta de asignación de pines en Quartus Prime Light Edition para realizar esta tarea. Esencialmente, configuraremos los pines de salida para los LEDs y los pines de entrada para los switches, de acuerdo con las especificaciones de nuestra placa de desarrollo. Esto nos permitirá interactuar con nuestro circuito lógico de manera práctica y visual.

Conclusiones

En este artículo, hemos explorado el apasionante mundo de la programación y modificación de circuitos lógicos básicos. Utilizando la Placa de Desarrollo FPJ da10 de Intel y el software Quartus Prime Light Edition, hemos aprendido cómo crear un proyecto, configurar puertas lógicas, compilar y validar el programa, simular en ModelSim, programar el FPA y asignar pines a componentes periféricos. Nos hemos sumergido en el proceso paso a paso, guiándote a lo largo del camino. Esperamos que hayas disfrutado de esta experiencia y que hayas adquirido nuevos conocimientos en el campo de la programación de circuitos lógicos.

Próximos pasos

Ahora que tienes los conocimientos básicos de programación de circuitos lógicos, te animamos a explorar proyectos más complejos y a profundizar en tus habilidades. Puedes experimentar con diferentes puertas lógicas, configuraciones de pines y componentes periféricos. Además, te recomendamos explorar otras funcionalidades del software Quartus Prime Light Edition, como la implementación de multiplexores y demultiplexores. ¡La aventura de la programación de circuitos lógicos apenas ha comenzado!

📚 Recursos adicionales:

• Manual del usuario de la Placa de Desarrollo FPJ da10 de Intel: https://www.intel.com/content/www/us/en/programmable/documentation/lit-sr.html
• Descarga del software Quartus Prime Light Edition: https://www.intel.com/content/www/us/en/software/programmable/quartus-prime/overview.html