Manual para usar la tarjeta del fpga cyclone iv de altera

MANUAL PARA USAR LA TARJETA DEO.NANO
INSTITUTO TECNOLÓGICO AUTÓNOMO DE MÉXICO
MC. EDWIN ROSARIO GABRIEL
MANUAL PARA USAR LA TARJETA DEO-NANO FPGA CYCLONE IV
http://www.altera.com/education/univ/materials/boards/de0-nano/unv-de0-nano-board.html
Características principales:
 Tarjeta: DEO-Nano
 FPGA Cyclone IV EP4CE22F17C6N FPGA.
 22,320 elementos lógicos o compuertas lógicas.
 8 convertidores de 12 bits.
 Acelerómetro de 3 ejes.

Vista frontal y posterior de la tarjeta DEO-NANO

Pasos generales para empezar a utilizar por primera vez la tarjeta DEO-NANO.
1. Primero debemos instalar el software de Quartus II – Setup.exe
2. Seguimos los pasos de la instalación del software.
3. Una vez instalado el software IDE, seguimos los siguientes pasos para probar por primera
vez la tarjeta. Por ahora alimentaremos la tarjeta con la fuente de [5 v] del puerto USB.

4. Para la programación usamos el puerto JTAG, que ya está incluido en la PCB de DEO-
Nano, solo necesitaremos conectar la tarjeta a la PC.
5. La tarjeta tiene dos push-botton que son GPIOs, en este caso de entrada digital.
6. También tiene 8 leds de son GPIOs configuradas como salidas.
7. Los pines asignados a las entradas y salidas digitales son los siguientes. Esto es importante
a la hora de compilar el programa, ya que debemos ser muy cuidados en el momento de
asignar las entradas y salidas a los pines correspondientes.

8. La tarjeta DEO-NANO también proporciona 2 puertos de expansión de 40 pines cada uno.
Cada puerto se conecta directamente a 36 pines del FPGA y se tienen por cada puerto de
expansión un pin que proporciona [ +5 v CD] , uno de [+3.3 v CD] y dos pines que van
conectados a GND.
9. La siguiente figura muestra como ubicar el pin número 1 de cada puerto de expansión.

10. IMPORTANTE!! La alimentación de la tarjeta es proporcionada por el puerto USB que
tiene una fuente de +5v CD. Para proyectos portables donde no se desea estar conectado a
la PC a través del puerto USB, es necesario conectar una batería de [+3.6 v a +5.7v ] en el
puerto de alimentación como se muestra en la siguiente figura. Es importante identificar de
manera correcta la polaridad. También la tarjeta se puede alimentar a través de los pines
correspondientes de los puertos de expansión, sin embargo será mejor trabajar con el
conector asignado a las baterías.

CONECTAR POR PRIMERA VEZ LA DEO-NANO
1. El primer paso es conectar la tarjeta DEO- nano a través del cable USB a la computadora.
2. En seguida se mostrará un mensaje de que no se encontró el driver del dispositivo.
3. Ir a administrador de dispositivos de Windows y actualizar controlador.
4. El controlador del USB-Blaster se puede localizar en un directorio generado al momento de
instalar Quartus II, que es el siguiente: C:altera13.0quartusdrivers En caso de que no se
encuentre el driver, también se puede descargar en el siguiente link:
http://www.altera.com/support/kdb/solutions/rd06212010_676.html
Después de localizar el driver, solo bastará con actualizar driver desde la ventana de
Administrador de dispositivos.

5. Después de haber instalado perfectamente el driver de la DEO-Nano. En seguida nos
dirigimos a la carpeta de Tools que viene en el disco de la tarjeta y ejecutamos en panel de
control que corresponde al archivo llamado: DE0_NANO_ControlPanel.exe. Nos muestra
la siguiente pantalla:
1. En este punto verificamos que funcionen los LEDS, los Switches, la memoria y el
acelerómetro de la tarjeta. Una vez que hemos ejecutado el panel de control y que
verificamos que los periféricos funcionan bien, ahora debemos hacer nuestro propio
programa para la DEO-Nano.

COMO USAR EL BUILDER SYSTEM DE DEO-NANO
1. En este apartado veremos como construir un proyecto para Quartus II a través del sistema
constructor de DEO-nano llamado BUILDER SYSTEM. El builder system genera cinco
archivos con las siguientes extensiones:
 Quartus II Project File (.qpf)
 Quartus II Setting File (.qsf)
 Top-Level Design File (.v)
 Synopsys Design Constraints file (.sdc)
 Pin Assignment Document (.htm)
El Builder System nos ayudará a generar un proyecto específico para la DEO-Nano,
permitiéndonos con esto evitar errores en el diseño del Proyecto, y de esta forma logramos
que no se queme la tarjeta por algún error en la asignación de los voltajes a cada pin por
ejemplo.
2. Para generar el proyecto ejecutamos el archivo: DE0_Nano_SystemBuilder.exe y
generamos el proyecto con los periféricos que vallamos a utilizar.
3. Cuando presionamos el botón de Generate, se crean los cinco archivos mencionados
anteriormente y guardamos el proyecto en nuestro directorio de trabajo.
4. La siguiente tabla muestra los archivos que se generan.

A partir de este punto, lo que resta es abrir el proyecto con Quartus II, que ya está diseñado
específicamente para la DEO-Nano y empezar a programar, compilar y descargar nuestros propios
programas.
1. Abrimos Quartus. Nos vamos a File –> Open Project y seleccionamos el proyecto que
generamos con la herramienta de Builder System de DEO-Nano, que es un archivo con
extensión .qpf
2. Nos vamos a file -> new -> Block Diagram/Schematic File

3. Guardamos el Nuevo archivo con extensión name.bdf. En este archivo es donde vamos a
crear nuestro diseño de manera esquemática, es decir, usando símbolos. También se pueden
incluir archivos para programar con VHDL o Verilog HDL.

PASOS PARA CREAR UN PROYECTO EN QUARTUS
1. Hacemos clip en New -> File -> New Quartus II Project.
2. Después aparece una ventana de introducción. Damos clip en Next.
3. En seguida seleccionamos el directorio donde se va a guardar nuestro proyecto y fijamos el
nombre del proyecto.

4. Nos aparece esta ventana para poder incluir archivos externos, en nuestro caso solo damos
clip en Next.
5. Luego debemos seleccionar la familia del FPGA que vamos a programar, así como su
código.

Importante! Device Family: Cyclone IV E
Name: EP4CE22F17C6
6. Finalmente damos clip en Next –> Next y Finish.
FIN

PASOS PARA CREAR UN SCHEMATIC FILE
1. File -> New - >Schematic File - > Block Diagram / Schematic File
2. Para empezar el diseño damos clip en Symbol/Tool y usando las librerías de los
elementos lógicos armamos nuestro circuito lógico.

3. Después de terminado el diseño, se deben seleccionar y nombrar las entradas y las salidas.
4. Enseguida damos clip en Assigments - > Pin Planer.
5. Nos aparece la siguiente ventana, donde debemos asignar a cada entrada y salida un pin
correspondiente de la Tarjeta en la columna Location . Importante!. Aquí es necesario
revisar el manual y tener cuidado con las asignaciones, ya que de lo contrario podríamos
asignar una salida a una entrada y provocar una avería en la tarjeta.

6. Cerramos la ventana después de hacer las asignaciones correspondientes y compilamos el
proyecto.
7. Una vez que la compilación haya sido satisfactoria, procedemos a programa la tarjeta. Para
ello nos vamos a Tool - > Programer.

8. Nos aparece la siguiente ventana, donde hacemos clip en Hardware-Setup y seleccionamos
USB-Blaster. Finalmente clip en Start para descargar el programa al FPGA.
POR FIN

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