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记一次基于FPGA的VGA显示四操作数计算器工程的开发流程——(1)从顶层设计说起

首先值得说明的是,在这个项目几乎完成之际,笔者才愈发体会到了硬件思维和软件思维的云泥之别。不幸的是,在此项目的实现过程中,绝大部分代码的思维仍然是软件思维,因此该项目主要模块的设计部分可能并不能体现硬件操作的独到之处,不符合硬件工程师的基本设计思维,所以此主题文章仅用于学习交流以及记录一次FPGA项目设计的过程和细节,内部的时序逻辑、算法细节等都很难经得起推敲,仅供参考。先给出这个设计的题目:  设计一个计算器。至少能够实现四个操作数的加减乘除,中间可以任意添加括号,使用VGA实时显示输入的内容和最终的计算结果,并通过串口输出数据到从机,在其上的数码管上显示结果。  在这个项目中,除了给组员分

小梅哥Xilinx FPGA学习笔记10——串口通信发送

串口通信发送的verilog及调试前言1、UART(通用异步收发传输器)1.1UART基本介绍1.2UART关键参数1.3UART时序图2、基于FPGA的串口(UART)发送实验3、代码实现步骤分析3.1端口声明3.2波特率时钟生成3.3数据输出模块设计4、代码实现总结4.1设计文件4.2仿真文件4.3仿真结果5、注意事项总结前言如果不看分析步骤,需要了解代码,可以直接跳到第四节。1、UART(通用异步收发传输器)1.1UART基本介绍RS232通信接口标准,通用异步收发传输器(UniversalAsynchronousReceiver/Transmitter,UART)是一种异步收发传输器,

FPGA原理与结构(2)——查找表LUT(Look_Up_Table)

系列文章目录:FPGA原理与结构(0)——目录与传送门目录一、查找表(LUT)概述二、LUT的性能权衡1、面积效率2、速度问题3、权衡结果 三、LUT的组成与应用1、LUT的组成     2、LUT的应用3、LUT应用拓展 本文参考xilinx官方手册ug474:ug474一、查找表(LUT)概述    LUT是CLB的重要组成部分,是FPGA中的重要资源,人们经常会说FPGA是基于查找表的可编程逻辑器件。其实所谓FPGA,也就是由最基本的三个要素构成的:(1)实现逻辑电路所需要的可编程逻辑要素(2)提供对外接口的可编程输入/输出要素(3)连接以上两种要素的可编程布线要素。然后在此基础上再嵌入

FPGA学习笔记(八):ASK调制解调的仿真

笔记八是ASK调制解调的仿真实现。ASK调制解调的实现原理:首先使用MATLAB产生存储基带波形的coe文件,再让ROM读取coe文件输出基带波形,然后DDS产生正弦波信号作为载波信号,接下来使用乘法器将两者相乘产生ASK信号,ASK信号与载波信号相乘之后,再经过FIR低通滤波器解调出基带波形再抽样判决。 1.打开VIVADO,点击IPCatalog  2.搜索ROM,点击BlockMemoryGenerator 3.ROM的配置(1)选择SinglePortROM  (2)选择需要加载的coe文件的位宽和深度 (3)加载coe文件   coe文件的生成%%二进制码序列的coe文件生成clea

FPGA开发之Vivado安装及HLS环境配置,并实现流水灯实例

文章目录一、HLS简介二、Vivado安装三、HLS实现流水灯开发实例3.1创建HLS工程3.2代码编写3.3综合仿真3.4创建Vivado工程四、总结五、参考资料一、HLS简介HLS(High-LevelSynthesis)高层综合,就是将C/C++的功能用RTL来实现,将FPGA的组件在一个软件环境中来开发,这个模块的功能验证在软件环境中来实现,无缝的将硬件仿真环境集合在一起,使用软件为中心的工具、报告以及优化设计,很容易的在FPGA传统的设计工具中生成IP。传统的FPGA开发,首先写HDL代码,然后做行为仿真,最后做综合、时序分析等,最后生成可执行文件下载到FPGA使用,开发周期比较漫长

Xilinx FPGA中的双沿寄存器 - IDDR与ODDR

XilinxFPGA中的双沿寄存器-IDDR与ODDRFPGA是现代电路设计中最常用的技术之一。而在FPGA中,双沿触发器通常被用于解决时序问题。Xilinx的IDDR和ODDR原语是两种常用的双沿触发器。IDDR原语是输入双沿寄存器,它可以将一个数据信号从两个时钟边沿进行采样,并且输出一个同步数据流。IDDR原语有以下语法:IDDR#(.INIT_Q1(1'b0),//初始输出为0.INIT_Q2(1'b0)//初始输出为0)iddr(.D(D),//采样数据输入.C0(C0),//第一个时钟.C1(C1),//第二个时钟.Q(Q)//输出同步数据);ODDR原语是输出双沿寄存器,它接收一个

FPGA布线拥塞主要原因及解决方法

在FPGA开发设计中,我们可能会经历由于资源占用过高的情况,例如BRAM、LUT和URAM等关键资源利用率达到或超过80%,此时出现时序违例是常有的事,甚至由于拥塞导致布线失败,整个FPGA工程面临无法生成bit文件的危险。那么,有没有办法来解决这类问题呢?此类问题是FPGA设计实现中比较棘手的问题,Xilinx针对7系列及以后的UltraScale/UltraScale+等,提出了UltraFast设计方法论,用于指导该系列器件的成功设计和实现,完成复杂系统设计。时序收敛是指设计满足所有的时序要求。针对综合采用正确的 HDL 和约束条件就能更易于实现时序收敛。通过选择更合适的 HDL、约束和

FPGA JTAG接口连接:详解与实例演示

FPGAJTAG接口连接:详解与实例演示随着科技的不断发展,可编程逻辑器件(FPGA)在嵌入式系统、通信设备和数字电路设计等领域中得到了广泛应用。而JTAG(JointTestActionGroup)接口作为一种用于测试和调试FPGA的标准接口,在FPGA的开发和调试过程中起到重要的作用。本文将详细解析FPGAJTAG接口的连接方式,并给出相关的源代码示例。一、FPGAJTAG接口简介FPGAJTAG接口是一种串行接口,它通过与FPGA的JTAG端口相连,实现对FPGA内部逻辑的调试、配置和测试等功能。JTAG接口可用于在FPGA设计中下载位流文件、读取和写入FPGA内部寄存器、进行边界扫描测

FPGA入门教程之Quartus软件新建工程步骤(超详细)

第一步:在随意一个路径下(必须是英文路径)新建文件夹(本文文件夹为test)第二步:在test文件夹下新建prj文件夹(工程文件)、src文件夹(放置代码程序)、tb文件夹(放置仿真文件)、doc文件夹(放置本工程说明);doc文件夹可以不用加入 第三步:在src文件夹下新建test.v文件,在tb文件夹下新建test_tb.v文件第四步:打开Quartus软件第五步:新建工程(2)点击NewProjectWizard进入下一步操作,或者点击File→NewProjectWizard(2)点击NewProjectWizard弹出对话框,点击next(3)之后会出现图一界面,然后如下图找到自己新

Verilog FPGA实现除法——整除与四舍五入

VerilogFPGA实现除法——整除与四舍五入在FPGA开发中,实现除法计算是非常必要的。本文将介绍如何使用Verilog语言实现除法计算,包括整除和四舍五入两种情况。整除实现在Verilog中,整除的实现可以通过比较被除数是否大于等于除数来进行。具体步骤如下:将除数与被除数比较,如果被除数小于除数,则商为0,余数为被除数;如果被除数大于等于除数,则商自增并将被除数减去除数,重复以上过程,直到被除数小于除数。下面是整除实现的Verilog代码:modulediv(input[31:0]dividend,//被除数input[31:0]divisor,//除数outputreg[31:0]qu