DE2中文說明書第3部分備課講稿

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。DE2中文說明書第3部分-第10章實驗6：以太網(wǎng)信息包發(fā)送/接收以太網(wǎng)絡(luò)通訊對許多數(shù)字產(chǎn)品,例如置頂盒和家庭的網(wǎng)關(guān)等都是必須的。在這個實驗中，我們將會演示如何使用在DE2開發(fā)板上的快速以太網(wǎng)控制器來發(fā)送并接收以太網(wǎng)信息包。實驗設(shè)置和說明工程路徑:C:DE2UP4_NET編程文件:UP4_API.soforUP4_API.pofNIOSIIworkspace:C:DE2UP4_NET參考圖10.1設(shè)置如下實驗步驟：將CAT5環(huán)線電纜插入DE2的以太網(wǎng)絡(luò)接口內(nèi)。將編程文件下載到FPGA運行NIOSIIIDE

2、，打開工作區(qū)C:DE2UP4_NET（打開NIOSII選擇workspace為上述路徑)單擊“CompileandRun”按鈕現(xiàn)在你能觀察接收到的信息包的內(nèi)容(發(fā)送的64字節(jié)的信息包和收到的68字節(jié)的信息包，因為有額外的校驗字節(jié))圖10.1以太網(wǎng)實驗設(shè)置第11章實驗7：DE2的控制面板本章將會舉例說明DE2的控制面板包如何讓用戶使用WindowsGUI菜單來控制開發(fā)板。這個包提供給用戶一個簡單而有力的方法控制開發(fā)板。從你的PC機到開發(fā)板的連接由USB電纜完成。在這個實驗中，我們將會向用戶敘述該如何使用DE2控制面板包中的USB版本。在USB連接上的重要注意事項：2.、DE2控制面板(USB版本

3、)使用和AlteraUSBBlaster相同的連接方式。在你使用USBBlaster連接到QuartusII之前，你需要釋放(關(guān)閉)DE2控制面板的USB端口。3.如果需要同時使用DE2控制面板和Altera信號流進行調(diào)試時,用戶應(yīng)該使用DE2控制面板的RS232版本實驗設(shè)置和說明工程路徑:C:DE2DE2_USB_APIHW編程文件:DE2_USB_API.soforDE2_USB_API.pof面板控制程序:C:DE2DE2_Control_Panel確定你已經(jīng)把C:DE2DE2_USB_APIHWDE2_USB_API.sof載入FPGA。連結(jié)你的顯示器和耳機到DE2開發(fā)板。你可以在VG

4、A顯示器上看到預(yù)設(shè)的Altera標識圖案并且聽到一種1Khz的聲音。運行C:DE2DE2_Control_Panel程序來啟動控制面板。用DE2控制面板控制開發(fā)板這部分將會演示如何使用DE2控制面板控制你的開發(fā)板。例如：改變7段數(shù)碼管的顯示;使LED發(fā)光;控制PS/2鍵盤按鍵;讀/寫SRAM,Flash存儲器,和SDRAM;載入一張圖片并在VGA顯示器上顯示;在內(nèi)存中載入音樂并通過音頻DAC播放。讀/寫一個字節(jié)組或整個文件從/到Flash存儲器的特性允許使用者不需要了解有關(guān)如何建立Flash存儲器的下載工具的知識就可以開發(fā)許多多媒體的應(yīng)用(快速聲音播放器,快速圖片瀏覽器)。運行下列步驟重復(fù)實驗

5、：1.圖6.1演示DE2控制面板的概念。用戶使用WindowsGUI發(fā)送指令并由與FPGA連接的USB電纜傳送到開發(fā)板。我們建立一個IP來處理所有的請求并且實現(xiàn)在PC機和DE2開發(fā)板之間的數(shù)據(jù)傳輸。圖11.1DE2控制面板示意圖2.一旦C:DE2目錄下的DE2_Control_Panel程序啟動,在圖11.2中顯示的用戶界面就會出現(xiàn)。圖11.2DE2控制面板（PS/2&7-SEC頁面）3.點擊打開打開USB端口0(DE2控制面板程序?qū)谐鏊械倪B接DE2開發(fā)板的USB端口。DE2控制面板能經(jīng)由USB連接線控制多達4個DE2開發(fā)板).注意，除非你關(guān)閉USB端口，否則控制面板將會占用USB端口，

6、直到你關(guān)閉這些端口為止，在未關(guān)閉這些端口之前你不能夠使用QuartusII下載程序。4.參考圖11.3。轉(zhuǎn)到LED&LCD頁。單擊LED的檢查框并且單擊Set。相應(yīng)的LED燈會發(fā)光。同時,你能在LCD的輸入窗口鍵入本文和點擊Set。在開發(fā)板上的LCD顯示將會相應(yīng)地改變。圖11.3LED&LCD顯示控制面板Flash下載器DE2控制面板能提供一個Flash存儲器下載器。用戶能擦除整個的Flash存儲器,向Flash寫一個字節(jié),從Flash讀一個字節(jié),寫一個二進制格式的文件給Flash,裝載Flash存儲器的內(nèi)容到文件。注意在DE2開發(fā)板上使用的1MByteFlash存儲器是由1Mx8bit的Fl

7、ash存儲器組成。在你寫Flash存儲器之前,你需要擦除整個Flash。記住FLash存儲器能被擦除的次數(shù)是有限的。擦除整個的Flash存儲器所需要的時間是15秒-21秒。請不要在操作中關(guān)閉DE2控制面板重復(fù)以下步驟練習(xí)對Flash存儲器的操作:1.單擊按鈕Flash轉(zhuǎn)換到Flash存儲器控制頁。(參考圖11.4)圖11.4Flash控制頁面2.單擊ChipErase按鈕。操作界面將會提示讓你等候，直到操作完成。完成操作大約需要24秒。3.請參考圖11.5。鍵入任意地址(例子中是0 x1688)和wData域的值(例子中是0 x125)。單擊Write將會寫0 x125給0 x1688地址。4

8、.鍵入地址并單擊Read。rData將會顯示從指定的地址讀回的數(shù)據(jù)。圖11.5對Flash存儲器的隨機寫入操作5.你也能通過順序讀寫功能下載一個文件進Flash之內(nèi)。請參考圖11.6。你必須敘述寫入Flash的起始地址和文件長度(長度為字節(jié)形式)。6.你能單擊FileLength檢驗欄聲明你想要裝載整個文件進Flash存儲器。然后單擊WriteFiletoFlash選擇要載入Flash存儲器的文件。7.請現(xiàn)在裝載c:DE2Binary_Raw_Datacdda1m進你的Flash存儲器之內(nèi)，以便我們能繼續(xù)下一個部分的Flash音樂播放器實驗。圖11.6將整個文件寫入Flash存儲器8.順序讀寫

9、功能允許你讀Flash內(nèi)的內(nèi)容和保存進文件中。圖11.7演示順序讀寫功能的熒屏截取。你也能指定從Flash讀的起始地址和長度(長度為字節(jié)形式)。單擊EntireFlash欄，你指出想要裝載整個的Flash的內(nèi)容(1Mbyte)進一個你指定的文件中。圖11.7將Flash內(nèi)的內(nèi)容載入指定文件SDRAM/SRAM控制器和下載器DE2控制面板能提供一個SDRAM下載器。用戶能讀/寫一個16bit的字從/到SDRAM,寫一個二進制文件給SDRAM,裝載SDRAM的內(nèi)容到一個文件。DE2控制面板也能用同樣的方法控制SRAM。遵從以下步驟來練習(xí)對SDRAM的操作:1.請參考圖11.8。單擊按鈕SDRAM轉(zhuǎn)

10、變到SDRAM控制頁。2.鍵入一個任意的地址(在例子中為1688)和wDATA域中的值(在例子中為abcd)。單擊Write將會把0 xabcd寫給地址1688.3.鍵入一個任意地址和單擊Read。rData將會顯示從指定的地址讀回的數(shù)據(jù)。4.你也能通過使用順序讀寫功能裝載一個文件進SDRAM之內(nèi)。請參考圖11.8。你必須指定寫入SDRAM的起始地址和長度(字節(jié))。5.你能單擊FileLength檢驗框來指出你想要將整個文件裝載進SDRAM。然后單擊WriteFiletoSDRAM選擇要載入SDRAM的文件。6.順序讀功能允許你讀在SDRAM的內(nèi)容并且保存進文件中。圖11.8演示用順序讀的熒屏

11、截取。你也能指出從SDRAM中讀的起始地址和長度(字節(jié))。單擊EntireSDRAM檢驗框，你可以指出你想要裝載的整個SDRAM(8Mbyte)內(nèi)容進一個你指定的文件中。圖11.8SDRAM控制面板PS/2和7段數(shù)碼管的顯示控制DE2控制面板提供控制窗口來允許用戶使用PS/2鍵盤輸入；在鍵盤上按下的鍵將會顯示在DE2控制面板的信息框中。DE2控制面板也允許用戶控制7段數(shù)碼管在DE2上的顯示。圖11.9演示連接的設(shè)置。圖11.10演示從PS/2鍵盤輸入的字符在DE2控制面板的信息框中顯示。在同一頁,用戶能使用HEX7-0信息框設(shè)定在7段數(shù)碼管顯示組件上顯示的數(shù)字。圖11.9PS2和USB/RS2

12、32連接設(shè)置圖11.10DE2控制面板PS/2鍵盤信息輸入欄工具-多端口SRAM/SDRAM/Flash控制器不需要讓用戶/學(xué)生實現(xiàn)復(fù)雜的API/Host控制軟件和(SRAM/SDRAM/Flash)存儲器控制器就可以讓他們執(zhí)行并且測試他們的IP核，我們給用戶提供整合的控制環(huán)境，包括有C+的軟件控制器,USB指令控制器,和以Verilog實現(xiàn)的多端口的SRAM/SDRAM/Flash控制器。用戶只需要簡單的連接IP到三個SRAM/SDRAM/Flash控制器IP異步端口中的一個，然后下載二進制數(shù)據(jù)進入SRAM/SDRAM/Flash中就可以了。一旦內(nèi)容被下載到SDRAM/Flash,用戶能配置

13、內(nèi)存控制器，以便他們的IP通過連接異步的端口讀/寫SDRAM/Flash。重復(fù)以下步驟來練習(xí)使用多端口Flash控制器，我們將會在這里實現(xiàn)一個音樂播放器的例子。參考圖11.4和11.6,使用Flash編程器來擦除Flash存儲器然后寫一個音樂文件進Flash存儲器內(nèi)。請使用C:DE2Binary_Raw_Data的1Mbyte音樂文件(cdda1m)圖11.11演示多端口SDRAM/Flash控制器的概念。在DE2控制面板中,單擊TOOLS按鈕會顯示如圖11.12的窗口。如圖11.12所舉例,為FlashMultiplexer選擇Asynchronous1,然后單擊Configure按鈕激活端

14、口。注意，你需要點擊Configure按鈕使從Flash存儲器到在圖11.11中顯示的Flash控制器異步端口1的連接可用。相應(yīng)設(shè)置SW1和SW0關(guān)閉(低位置)和開（高位置）。將耳機插入，你就能聽到AudioDAC線路播放的音樂。請參考圖6.11。你應(yīng)該見到異步端口1連接到AudioDAC。一旦你選擇了異步端口1而且單擊Configure按鈕,AUDIO_DAC將會直接和Flash存儲器對話。在這個例子中，AUDIO_DAC的Verilog組件將會讀Flash存儲器的內(nèi)容而且把它送到外部的聲音芯片。圖11.11多端口Flash控制器示意圖圖11.12DE2控制面板工具頁面VGA顯示控制面板顯示

15、預(yù)設(shè)圖像DE2控制面板提供給用戶一個關(guān)聯(lián)IP的工具來在VGA顯示器上顯示一張預(yù)設(shè)的圖像或用戶自己的圖片。重復(fù)下列步驟在VGA顯示器上顯示一個預(yù)設(shè)的圖像單擊的VGAtab鍵轉(zhuǎn)換到VGA控制頁，如圖11.13所示。確定預(yù)設(shè)圖像和光標準許的檢驗框已選中。連接你的VGA顯示器到DE2開發(fā)板，此時你應(yīng)該在VGA屏幕上看到一個帶有綠色光標的預(yù)設(shè)圖像，而且它能由移動DE2控制面板所顯示的預(yù)設(shè)圖像的X/Y軸滾動條來控制(VGA頁)預(yù)設(shè)圖像儲存在M4K內(nèi)部SRAM塊并且在比特流配置階段以MIF/Hex(Intel)格式載入M4K中。在本章最后,也就是下一節(jié)該如何準備你自己的圖像數(shù)據(jù)中，我們將會舉例說明該如何從用

16、戶自己的圖像文件產(chǎn)生二進制數(shù)據(jù)。圖11.13顯示預(yù)設(shè)圖像并用滾動條來控制光標移動VGA顯示控制器面板顯示用戶自己的圖像DE2控制面板能在VGA顯示器上顯示用戶自己的圖像。重復(fù)下列步驟來在VGA顯示器上顯示用戶自己的圖片。切換到SRAM控制頁，載入文件C:DE2Binary_Raw_DataRaw_Data_Gray到SRAM中。切換為TOOL頁，并且為SRAMmultiplexer端口選擇異步1，如圖11.14所示。單擊Configue啟動多端口設(shè)置。圖11.14為SRAM選擇異步端口1使存儲在SRAM中的圖像能在VGA顯示器上顯示切換到VGA頁而且不選擇預(yù)設(shè)的圖像的勾選欄。你會看見連接到DE

17、2開發(fā)板VGA顯示器顯示存儲在SRAM中的Raw_Data_Gray,如圖11.15所示。用戶能取消選擇CursorEnable勾選欄關(guān)閉綠色光標。圖11.15在顯示器上顯示存儲在SRAM中的圖像怎樣準備你自己的圖像數(shù)據(jù)這一節(jié)描述該如何準備用戶自己的圖像文件載入外部的SRAM或內(nèi)在的M4KSRAM中，并且在DE2開發(fā)板連接的顯示器上顯示。使用任何的圖像處理工具，如CorelPhotoPaint，載入你需要的圖像數(shù)據(jù)。以640 x480分辨率重新采樣你的源圖像，并且將圖像轉(zhuǎn)換成8bit的Grayscale模式。以WindowBitmap格式把修改的圖像存檔。運行C:DE2ImgConv,為DE2

18、開發(fā)板開發(fā)的圖像變換工具，將會出現(xiàn)圖11.16所示窗囗。圖11.16用于將圖片轉(zhuǎn)換成DE2控制面板存儲器控制能下載格式的轉(zhuǎn)換器單擊OpenBitmap按鈕而且選擇640 x480Grayscalephoto進行轉(zhuǎn)換。一旦文件處理完成,單擊SaveRawData，而且一個名為Raw_Data_Gray的文件將會產(chǎn)生并且儲存在和源圖像相同的目錄中。你可以通過改變窗口中的文件名欄將文件名字的前綴Raw_Data改為其他名字。Raw_Data_Gray是能被直接下載入DE2的SRAM之內(nèi)的原始圖像數(shù)據(jù),并且在使用DE2_USB_API設(shè)計的VGA控制器IP的VGA顯示器上顯示。ImgConv工具也將會為圖像的黑白版本產(chǎn)生Raw_Data_BW(和它的對應(yīng)TXT格式)界定黑或白的標準在BW臨限中定義。注意:Raw_Data_BW.txt用于為M4KSRAM填充MIF/intelHEX格式開發(fā)板自身的測試器DE2控制面板的工具頁提供用戶一個開發(fā)板自身的測試器。請注意開發(fā)板自身的測試器在測試期間將會擦除Flash存儲器的內(nèi)容。第12章實驗8：SD卡音樂播放器許多商業(yè)的媒體/聲音播放器使用大的外部存儲設(shè)備,像是SD卡或C