Ambiente de Software EDA (Electronic Design Automation)

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1 Ambiente de Software EDA (Electronic Design Automation) Este capítulo apresenta uma nova metodologia de projeto de circuitos digitais. Há uma introdução ao software Quartus II com desenvolvimento de alguns projetos utilizando o editor gráfico e a linguagem de descrição de hardware VHDL. 2.1 Introdução O ambiente de projetos Quartus II Web Edition, desenvolvido pela empresa Altera e disponível no site (versão free), é o exemplo de software EDA utilizado neste livro. Trata-se de uma ferramenta computacional de análise e de síntese de projetos que reduz o tempo de desenvolvimento de circuitos digitais. As fases de implementação de um projeto de circuito digital podem ser divididas em entrada de dados, compilação, simulação e programação. Os softwares citados no livro são de inteira responsabilidade do fabricante Altera Corp. O software Quartus II, versão 9.1 sp2, Web Edition, estava disponível na data do lançamento do livro. As versões superiores desse software não disponibilizam o modo de simulação do projeto. Para tal, é necessário um segundo software denominado ModelSim da empresa Altera Corp. A entrada de dados fornece ao programa a especificação do projeto. Ela pode ser realizada das seguintes formas: Ambiente de Software EDA (Electronic Design Automation) 35

2 Editor gráfico: um diagrama lógico, desenvolvido a partir de elementos primitivos, portas lógicas básicas e outros componentes disponíveis em bibliotecas, podem ser inseridos e interligados para criar o projeto. Editor de texto: uma descrição abstrata do circuito lógico, utilizando comandos reservados de uma linguagem estruturada de descrição de hardware, como AHDL, VHDL ou Verilog, mostra o comportamento ou o funcionamento do circuito lógico. Editor de símbolo gráfico: nesse caso, os elementos do diagrama lógico são símbolos gráficos criados pelo usuário ou macroinstruções gráficas existentes nas bibliotecas do software, que implementam alguma função lógica. 2.2 Software Quartus II Este item inicia a fase de familiarização com as ferramentas de projeto EDA. Será criado um projeto completo, que utiliza comandos, funções e métodos, e estudadas edição, síntese e simulação de projetos de circuitos digitais, enfim, como se desenvolve um projeto simples do começo ao fim. Qualquer dúvida quanto aos comandos do software utilizados pode ser solucionada com a leitura do tutorial interativo, na tela inicial do software Quartus II ou pelo acesso ao menu Help, na barra de ferramentas da janela principal. O Help é uma documentação completa que deve ser explorada. Antes de iniciar a instalação do programa, tenha certeza de que o microcomputador padrão IBM PC tenha pelo menos 1 GB de memória RAM, um espaço disponível em hard disk de 2,0 GB e o Sistema Operacional instalado seja Windows 7, Windows Vista (32 bits) ou Windows XP (32 bits). Verifique se a CPU é um Pentium III com 866 MHz ou superior, pois quanto mais rápida a CPU melhor. O software Quartus II Web Edition, versão 9.1, pode ser descarregado do site opção Download Center, arquivo 91sp2_quartus_free. Acompanhe os seguintes passos no processo de instalação do software: 1. Clique no ícone 91_quartus_free. 2. Escolha o local de instalação, por exemplo, C:\altera\91sp2. 3. Selecione o tipo de instalação: completa. 4. O software Quartus II Web Edition, versão 9.1sp2, será instalado no diretório destino C:\altera\91sp2\quartus e no diretório de projeto C:\altera\91sp2\qdesigns. 5. Não é mais necessário obter a licença de uso do software no site do fabricante Editor gráfico No ambiente do editor gráfico é possível criar projetos utilizando elementos primitivos (portas lógicas) e outros componentes (macrofunções) existentes nas bibliotecas do software Quartus II. Para iniciar o programa, há duas alternativas: Clicar na área de trabalho: botão Iniciar > Todos os programas > Altera > Quartus II 9.1 sp2 Web Edition. Clicar na área de trabalho: ícone Quartus II 9.1 sp2 Web Edition. 36 P _ r _ o _ je _ to _ s _ d _ e C _ ir _ c _ u _ ito _ s D _ ig _ it _ a _ is _ c _ o _ m F _ P _ G _ A _

3 Figura Janela principal do software Quartus II. Ao entrar no programa pela primeira vez, abre-se a janela principal, conforme apresenta a Figura 2.1. Na caixa de diálogo, selecione a opção Iniciar o software Quartus II. Surge uma nova janela denominada "Getting Started With Quartus II Software", como mostra a Figura 2.2. Essa janela pode ser omitida. A escolha depende dos objetivos e do conhecimento prévio do leitor. Para fechá-la, clique no canto superior direito da tela e para desabilitá-la, nas próximas vezes que o software for iniciado, marque no canto esquerdo inferior da janela. Figura Janela opcional de iniciação do software Quartus II. _ A _ mb _ ie _ n _ te d _ e _ S _ o _ ft _ w _ a _ r _ e _ E _ D _ A (E _ l _ e _ ct _ ro _ n _ i _ c _ D _ e _ s _ ig _ n A _ u _ to _ m _ a _ t _ io _ n _ ) 37

4 A janela de iniciação do software Quartus II, apresentada na Figura 2.2, possui quatro opções: 1. Iniciar um tutorial interativo do Quartus II: ensina a usar os comandos básicos de projeto com o software, áudio em inglês. 2. Abrir um projeto existente: mostra alguns exemplos de projetos desenvolvidos com o software. Indicado para quem já possui algum conhecimento prévio do software. 3. Abrir projetos recentes: também apresenta exemplos simples de projetos desenvolvidos com o software; requer conhecimento prévio do software. 4. Iniciar um novo projeto: deve ser obrigatoriamente abordado, pois sem este tópico o livro perde o sentido. Na parte inferior da tela, é possível acessar diretamente alguns links importantes no site do fabricante do software: literatura, treinamento, demonstração e suporte técnico Iniciar um novo projeto Para iniciar um novo projeto existem duas opções: Clicar na opção Create a New Project, na janela inicial apresentada na Figura 2.2. Selecionar no menu de arquivos (File), barra de ferramentas, a opção New Project Wizard. A primeira vez que você abre um novo projeto, uma tela introdutória é apresentada. A opção New Project Wizard permite criar um projeto e informar dados básicos sobre ele, como: Nome do projeto e diretório de trabalho; Nome da entidade de projeto de mais alto nível; Arquivos de projeto, outras fontes de arquivos e bibliotecas utilizadas no projeto; Dispositivos e famílias usados no projeto; Ferramentas EDA utilizadas. Para avançar, clique no botão Next. Na primeira tela do New Project Wizard digite o nome do diretório de trabalho do seu projeto ou localize-o por meio do botão (Browse), clicando, por exemplo, em C:\altera\91sp2\ quartus\projetos_01. Figura Janela um do New Project Wizard. 38 P _ r _ o _ je _ to _ s _ d _ e C _ ir _ c _ u _ ito _ s D _ ig _ it _ a _ is _ c _ o _ m F _ P _ G _ A _

5 Digite o nome do projeto na caixa de diálogo correspondente ao nome, por exemplo, maqusin1, e digite esse mesmo nome como nome da entidade de mais alto nível de projeto, na caixa de diálogo correspondente. A Figura 2.3 mostra a primeira tela de informações do projeto. Clique em Next. A janela dois do New Project Wizard não necessita ser preenchida, pois neste caso, não existe nenhum arquivo de projeto, nenhuma fonte de arquivo ou biblioteca a ser incluída. Clique em Next. A janela três seleciona uma família de dispositivos de fabricação da empresa Altera, que será utilizada no projeto; surgem diversas famílias de FPGAs e CLPDs. Selecione, por exemplo, a família Cyclone II, dispositivo EP2C35F672C6, que corresponde ao FPGA utilizado no Kit de desenvolvimento DE2 da empresa Terasic. Clique em Next. A Figura 2.4 mostra a janela três do New Project Wizard. Figura Janela três do New Project Wizard. Na janela quatro não marque nenhuma opção, pois esse projeto só usa ferramentas do software Quartus II e não outras ferramentas EDA. Clique em Next. A janela cinco é a última do New Project Wizard e apresenta um resumo dos dados informados sobre o projeto: Diretório de projeto: C:\altera\91sp2\quartus\ projetos_01 Nome do projeto: maqusin1 Entidade de projeto de nível mais alto: maqusin1 Número de arquivos acrescentados: 0 Número de bibliotecas de usuário acrescentadas: 0 Dispositivo escolhido: Nome da família: Cyclone II Dispositivo: EP2C35F672C6 Ferramentas EDA: Entrada de projeto/síntese: <Nenhuma> Simulação: <Nenhuma> Análise de tempo: <Nenhuma> _ A _ mb _ ie _ n _ te d _ e _ S _ o _ ft _ w _ a _ r _ e _ E _ D _ A (E _ l _ e _ ct _ ro _ n _ i _ c _ D _ e _ s _ ig _ n A _ u _ to _ m _ a _ t _ io _ n _ ) 39

6 Clique no botão Finish, e a criação do projeto está encerrada. Note que o nome do projeto no topo da janela principal do navegador modifica-se para o nome da entidade de nível mais alto, por exemplo, C:/altera/91sp2/quartus/projetos_01/ maqusin1-maqusin Projeto com lógica combinacional O projeto que será desenvolvido como primeiro exemplo é o maqusin1, apresentado no capítulo 1, item 1.2.1, automação do controle da esteira transportadora de uma máquina de usinagem. Como visto na Tabela 1.1 do capítulo 1, tabela verdade do projeto, pode-se chegar à seguinte expressão booleana: S P QR P QR P QR P QR P QR Para implementar a expressão booleana dada, em lógica programável, no software Quartus II, siga os procedimentos: Na janela principal, selecione no menu de arquivos (File), barra de ferramentas, a opção novo (New). Abre-se uma caixa de diálogo New. Selecione a opção Block diagram/schematic File e clique no botão OK. Surge uma tela denominada Block.bdf, como indica a Figura 2.5, na qual será editado o circuito lógico. Na margem esquerda da área de desenho há uma régua vertical com alguns botões, que disponibilizam as opções de projeto, tais como a biblioteca de componentes, caixa de edição de texto, lupa para zoom etc. A inserção de um componente lógico na janela do editor gráfico é realizada clicando na barra de ferramentas lateral, no botão correspondente ao componente desejado (porta lógica, fio, barramento etc.). Ao clicar no componente lógico, desenho de uma porta lógica, abre-se uma janela denominada símbolo (Symbol), conforme apresentada também na Figura 2.5. Digite o nome do componente lógico no campo nome (Name) e clique no botão OK. Figura Janela do editor gráfico. 40 P _ r _ o _ je _ to _ s _ d _ e C _ ir _ c _ u _ ito _ s D _ ig _ it _ a _ is _ c _ o _ m F _ P _ G _ A _

7 Caso não conheça o nome do componente, consulte na caixa bibliotecas (Libraries) todos os grupos de componentes do software Quartus II. Para isso, basta clicar em um dos diretórios da caixa, selecionar o subdiretório correspondente ao grupo do componente lógico e clicar em seu nome. No apêndice A do livro pode-se encontrar alguns grupos e seus respectivos componentes. Na caixa bibliotecas, no diretório Libraries (C:/altera/91sp2/quartus/libraries), clique com o cursor do mouse, selecione o subdiretório correspondente à biblioteca primitiva (primitives). No interior dessa biblioteca selecione o subdiretório correspondente à biblioteca lógica (logic), em que estão disponíveis as portas lógicas básicas do software Quartus II. Selecione o componente and3. Será inserido o nome do componente no campo nome (Name) da janela. Clique no botão OK. O símbolo do componente and3, uma porta lógica AND de três entradas, é mostrado na janela maior do editor gráfico. Quando o componente é selecionado o cursor do mouse deve ser utilizado para posicioná-lo na janela. Para fixá-lo, arraste-o até o ponto desejado e clique com o botão esquerdo do mouse. O cursor somente será liberado do componente quando o botão de seleção (símbolo de uma seta), na barra de ferramentas lateral, for pressionado. Como serão utilizadas cinco portas and3, clique com o botão esquerdo do mouse em cinco posições diferentes na tela do editor gráfico e depois libere o cursor. Repita os passos anteriores para inserir os componentes OR5, um bloco OR de cinco entradas e três portas NOT. Para girar a porta NOT de forma que fique com a sua saída para baixo, selecione a porta, clique com o botão direito do mouse e escolha a opção Rotate by Degress, opção 270. A Figura 2.6 apresenta a janela do editor gráfico com a inserção dos componentes. Figura Janela do editor gráfico com os componentes inseridos. No projeto é necessário estabelecer as entradas e saídas do circuito lógico, que também possuem elementos específicos na biblioteca. Desta forma, insira os terminais de entrada e saída dos componentes, repetindo os mesmos procedimentos usados no item anterior para inserção dos componentes lógicos. Na barra de ferramentas lateral selecione _ A _ mb _ ie _ n _ te d _ e _ S _ o _ ft _ w _ a _ r _ e _ E _ D _ A (E _ l _ e _ ct _ ro _ n _ i _ c _ D _ e _ s _ ig _ n A _ u _ to _ m _ a _ t _ io _ n _ ) 41

8 o botão correspondente ao componente lógico. Na janela símbolo (Symbol) digite input para uma entrada e output para uma saída no campo nome (Name) e clique no botão OK. Caso deseje copiar um terminal de entrada ou saída, após a seleção e inserção na janela, clique com o botão esquerdo do mouse tantas vezes quanto for o número de cópias. Para liberar o cursor do componente inserido, clique no botão de seleção na barra de ferramentas. A Figura 2.7 apresenta a janela do editor gráfico com a inserção dos terminais de entrada e saída. Figura Janela do editor gráfico com os terminais de E/S. Os terminais de entrada (input) e saída (output) inseridos no item anterior devem ser identificados para posterior utilização, os quais devem ter nomes. Com o cursor selecione o terminal a ser identificado, com o botão esquerdo do mouse dê um duplo clique no terminal (Pin name). Surge uma janela, chamada Propriedades do terminal (Pin Properties), conforme mostrada na Figura 2.8. Figura Janela de propriedades dos terminais de entrada e saída. 42 P _ r _ o _ je _ to _ s _ d _ e C _ ir _ c _ u _ ito _ s D _ ig _ it _ a _ is _ c _ o _ m F _ P _ G _ A _

9 No campo nome do terminal (Pin name) digite o nome desejado, por exemplo, Sensor_P, Sensor_Q e Sensor_R para as entradas, e Sinal_S para as saídas. Clique em OK. Repita o processo passo a passo para cada terminal de entrada e para cada terminal de saída. A Figura 2.9 exibe uma janela do editor gráfico com os terminais de entrada e saída respectivamente identificados. Após a seleção dos componentes e a atribuição dos nomes dos terminais de entrada e saída, vamos interligá-los. Na barra de ferramentas selecione o botão fio ortogonal, caso deseje interligar os componentes por meio de fios. Ou então, selecione o botão barramento ortogonal, caso deseje interligar os componentes por meio de barramentos. Lembre-se de que um barramento é um conjunto de fios em paralelo. Por exemplo, um barramento de oito bits (1 byte) corresponde a oito fios em paralelo, identificados pelo nome do terminal seguido da notação [0..7]. Figura Janela do editor gráfico com os terminais identificados. Existem duas possibilidades de interligação dos componentes no editor gráfico: Conexão dos componentes por fios ou barramentos: reorganize todos os componentes na área de desenho, de modo a ficarem dispostos como na Figura Na barra de ferramentas selecione com o cursor do mouse o botão fio ortogonal. O cursor muda para uma cruz. Clique com o botão esquerdo do mouse no componente origem e com o botão esquerdo pressionado arraste o fio até o outro componente de destino. Pode-se fazer o caminho indo diretamente de um terminal a outro, ou fazê-lo por segmentos de reta. Caso deseje apagar a ligação ou o componente, basta selecionar o objeto, que aparece com uma cor azul, e pressionar a tecla delete. A Figura 2.10 mostra a tela do editor gráfico com os componentes interligados por meio de fios. _ A _ mb _ ie _ n _ te d _ e _ S _ o _ ft _ w _ a _ r _ e _ E _ D _ A (E _ l _ e _ ct _ ro _ n _ i _ c _ D _ e _ s _ ig _ n A _ u _ to _ m _ a _ t _ io _ n _ ) 43

10 Figura Conexão dos componentes por meio de fios. Conexão dos componentes por nome: quando há muitos componentes, ligações e terminais de entrada e saída, o diagrama lógico fica difícil de visualizar. Para torná-lo mais fácil de depuração, deve-se dar nomes aos fios e os referenciar em outros pontos do circuito com o mesmo nome. Para isso, clique na barra de ferramentas no botão fio ortogonal, ligue um pedaço de fio, por exemplo, no terminal de entrada Sinal_P (origem) do circuito lógico da Figura 2.9. No final do pedaço de fio, dê um clique com o botão direito do mouse. Surge um menu, selecione a opção propriedades (Properties). Na janela chamada propriedade do nó, digite o nome do fio, por exemplo, identifique-o como A. Clique em OK. Na entrada do componente destino, porta NOT, ligue outro pedaço de fio e repita os passos anteriores, digitando o nome do fio também como A. O terminal de entrada Sinal_P e a entrada da porta NOT estarão conectados logicamente pelo fio A, sem estarem fisicamente ligados. Desta forma, o programa sabe que esses dois pontos estão conectados. Repita os passos anteriores e conecte todos os componentes, conforme indica a Figura P _ r _ o _ je _ to _ s _ d _ e C _ ir _ c _ u _ ito _ s D _ ig _ it _ a _ is _ c _ o _ m F _ P _ G _ A _

11 Figura Conexão dos componentes por nome. O projeto deve ser salvo e compilado para verificação da existência de erros básicos de sintaxe e semântica. Para salvar o projeto clique no botão correspondente, na barra de ferramentas. A compilação é dividida em diversas fases, que compreendem a verificação de erros básicos como conexões desnecessárias, pinos e fios sem conexão etc.; a criação de diversos arquivos necessários para a programação do FPGA e arquivos de relatórios, que apresentam detalhes do processo de síntese como total de elementos lógicos, total de pinos, total de bits de memória etc. Para compilar o projeto, acesse o menu Processing, selecione a opção Star Compilation, ou clique no botão correspondente localizado na barra de ferramentas. Será aberta uma janela, conforme a Figura No lado esquerdo da janela de compilação são apresentados os progressos (em percentual) do andamento da compilação e da análise e síntese do projeto. As mensagens de cuidados (cor azul na tela) e mensagens de erros (cor vermelha na tela) aparecem na parte inferior da janela. Caso não haja problemas na compilação, surge uma caixa de diálogo com a seguinte mensagem "Full Compilation was successfull", então clique em OK. Se o compilador acusar algum problema, escolha as mensagens de erros, na parte inferior da janela, para obter uma explicação sobre eles. _ A _ mb _ ie _ n _ te d _ e _ S _ o _ ft _ w _ a _ r _ e _ E _ D _ A (E _ l _ e _ ct _ ro _ n _ i _ c _ D _ e _ s _ ig _ n A _ u _ to _ m _ a _ t _ io _ n _ ) 45

12 Figura Janela de compilação do projeto. Na janela de compilação, seção sumária (Summary), são apresentados o nome do dispositivo utilizado no projeto, o total de elementos lógicos, o total de pinos utilizados e o total de bits de memória. Na seção relatórios (Reports) de compilação estão disponíveis diversos relatórios de análise de tempo, síntese etc., que podem ser impressos. Depois da compilação, o projeto deve ser simulado. Existem dois tipos de simulação, sendo funcional e temporal. A simulação funcional verifica os resultados de saída do circuito de acordo com as suas entradas. Para tanto, deve-se criar um arquivo de estímulo para verificar a funcionalidade do projeto. A criação de um arquivo de estímulo deve seguir algumas etapas. Inicialmente acesse o menu Assignments e selecione a opção Settings. Surge uma janela, conforme mostra a Figura Na seção Category escolha a opção Simulator e surge a janela do simulador. Na seção modo de simulação (Simulation Mode) selecione funcional (Functional). Clique em OK. Figura Janela do simulador no modo editor gráfico. 46 P _ r _ o _ je _ to _ s _ d _ e C _ ir _ c _ u _ ito _ s D _ ig _ it _ a _ is _ c _ o _ m F _ P _ G _ A _

13 Uma vez que o modo de simulação funcional foi ativado, para criar o arquivo de estímulos acesse o menu File, na barra de ferramentas da janela principal e selecione New. Na caixa de diálogo escolha Vector waveform file. Clique em OK. Surge a janela do Editor de Forma de Ondas, arquivo com extensão.vwf, na qual será realizada a simulação funcional do projeto. Essa janela é dividida em quatro partes: (i) régua de ferramentas para as configurações da simulação; (ii) régua com bases de tempo; (iii) coluna para os nomes dos pontos de teste com a base de tempo; (iv) área das cartas de tempo (timing chart) do projeto. Para inserir as entradas e saídas (nodos) do projeto, na janela do Editor de Forma de Ondas, acesse o menu Edit e selecione a opção Insert Node or Bus. Na caixa de diálogo clique no botão Node Finder. Surge a janela Node Finder, então selecione em Filter, a opção Pins: all. Pressionando o botão List, no quadro Nodes Found aparecem todas as entradas e saídas do projeto, identificadas com seus respectivos nomes, conforme a Figura Selecione todas as entradas e saídas (nodos) e clique na seta à direita. Desta forma as entradas e saídas aparecem no quadro Selected Nodes. Pressione OK, a janela Node Finder se fecha. Pressione novamente OK. Na janela Editor de Formas de Ondas surgem as entradas e saídas selecionadas, que serão simuladas. Agora vamos atribuir formas de ondas às entradas para verificar a saída. Selecione uma das entradas, clicando no nome da entrada, a linha toda será selecionada. Clique duas vezes na primeira coluna (nodes). Surge a janela Node Properties, selecione em Radix a opção binário. Clique em OK. Figura Janela de seleção das entradas e saídas do projeto. Na janela do Editor de Forma de Ondas, aparece uma barra vertical de ferramentas, com os sinais de estímulos disponíveis. Selecione a entrada Sensor_P, clique no botão, opção Count value, correspondente a um gerador de onda quadrado. A janela Count Value se abre, mostrando várias informações sobre o sinal que será gerado: intervalo, período etc. Selecione nessa janela a opção Timing, o período (Count Every), não deve ser maior que o intervalo. O fator de multiplicação (Multiply By) aumenta o período da onda quadrada a ser gerada. Para este caso, mantenha os valores default. No menu Edit escolha o tempo final de simulação (End Time) para 1.0 μs (microssegundos), para poder analisar melhor o comportamento do projeto e a largura de grade de tempo de simulação (gride size) para 40.0 ns. Para visualizar melhor o sinal de estímulo da entrada Sensor_P, selecione na barra de ferramentas o botão Zoom e clique na janela do Editor de Forma de Ondas (botão esquerdo do mouse aumenta a visualização e o botão direito diminui). _ A _ mb _ ie _ n _ te d _ e _ S _ o _ ft _ w _ a _ r _ e _ E _ D _ A (E _ l _ e _ ct _ ro _ n _ i _ c _ D _ e _ s _ ig _ n A _ u _ to _ m _ a _ t _ io _ n _ ) 47

14 Para o sinal de entrada Sensor_Q repita os passos anteriores, selecione Radix binário (binary), opção Timing, fator de multiplicação 2 (Multiply by). Repita para o sinal de entrada Sensor_R exatamente os mesmos passos anteriores, opção Timing, fator de multiplicação 3. A Figura 2.15 apresenta os sinais de estímulos de entrada na janela do Editor de Formas de Ondas. Figura Sinais de estímulos de entrada do projeto. Antes da simulação das entradas e saídas do arquivo waveform.vwf, é necessário criar o arquivo de sinais de estímulos. Selecione na barra de ferramentas o menu Processing, escolha a opção Generate Functional Simulation Netlist. Salve as alterações do arquivo waveform1.vwf. Clique em OK. Salve o arquivo waveform1.vwf como maqusin1.clique em OK. Caso não haja nenhum erro com o arquivo de estímulos criado, surge uma janela com a mensagem "Functional Simulate Netlist was successful". Clique em OK. Para compilar e simular o arquivo maqusin1.vwf, no menu Processing, selecione a opção Start Simulation ou clique no botão correspondente. Se a compilação ocorrer sem nenhum erro, a mensagem "Simulator was successful" surge na janela do Editor de Formas de Ondas. Clique em OK. O resultado obtido da simulação, saída Sinal_S, em função das entradas Sensor_Q, Sensor_R e Sensor_P é mostrado na Figura Para criar um símbolo gráfico, arquivo maqusin1.bsf, clique no canto superior esquerdo em maqusin1.bdf e volte para a tela do editor gráfico. Clique no menu File, escolha a opção Create/Update. Na janela aberta, selecione a opção Create Symbol Files for Current File; aparece outra janela com a mensagem "Created Block Symbol File maqusin1". Clique em OK. 48 P _ r _ o _ je _ to _ s _ d _ e C _ ir _ c _ u _ ito _ s D _ ig _ it _ a _ is _ c _ o _ m F _ P _ G _ A _

15 Figura Resultado da simulação. Para inserir o símbolo gráfico criado, arquivo maqusin1.bsf, em um novo projeto, basta proceder como visto anteriormente neste capítulo, ou seja, como se fosse inserir um componente lógico qualquer. O símbolo gráfico criado maqusin1 agora faz parte da biblioteca (library) do software Quartus II. A Figura 2.17 apresenta o símbolo gráfico criado. Figura Símbolo gráfico do projeto maqusin1. A configuração dos pinos do dispositivo FPGA deve ser realizada para definir o posicionamento dos pinos, conforme a necessidade do usuário. Como nesta etapa não houve essa necessidade, a compilação selecionou o posicionamento dos pinos aleatoriamente. A configuração das posições dos pinos pode ser obtida no menu Assignments, opção Assignments Editor; no campo Category, selecione Pins. Na coluna To, no campo New, com um duplo clique são apresentadas todas as entradas e saídas definidas pelo projeto; na coluna Locations, campo New, com um duplo clique são exibidas todas as posições dos pinos do FPGA configurado para o projeto. Selecione a entrada ou saída do projeto na coluna To e posicione o pino do FPGA correspondente na coluna Locations, ou digite o nome do pino desejado (por exemplo, entrada Sensor_P, digite PIN_P25). As entradas ou saídas posicionadas são indicadas por uma grafia diferente. A Figura 2.18 mostra a configuração dos pinos do dispositivo FPGA. A relação dos pinos do FPGA, correspondentes às chaves e LEDs do Kit DE2, é apresentada no apêndice B deste livro. Figura Janela de configuração dos pinos do FPGA. _ A _ mb _ ie _ n _ te d _ e _ S _ o _ ft _ w _ a _ r _ e _ E _ D _ A (E _ l _ e _ ct _ ro _ n _ i _ c _ D _ e _ s _ ig _ n A _ u _ to _ m _ a _ t _ io _ n _ ) 49

16 Salve a nova configuração dos pinos do FPGA e compile o projeto novamente. Na tela do editor gráfico do arquivo maqusin1.bdf, selecione View, Show Locations Assignments, e o posicionamento dos pinos é indicado, conforme a Figura Figura Tela do editor gráfico com indicação dos pinos do FPGA. Para descarregar o projeto no kit do FPGA e testar o circuito, acompanhe os seguintes procedimentos: 1. Coloque a chave RUN/PROG do kit de desenvolvimento DE 2 no modo RUN. No software Quartus II, menu Tools, selecione a opção Programmer. Surge uma tela que vai gerenciar a transferência de dados do microcomputador PC para o FPGA do kit de desenvolvimento. Nessa tela é necessário especificar o hardware de comunicação que será utilizado e o modo da transferência de dados. Selecione o modo JTAG, na caixa Mode. Se a opção USB - Blaster não estiver selecionada (default), pressione o botão Hardware Set-Up e selecione USB-Blaster na caixa de diálogo. 2. O arquivo combinacional.sof é exibido na janela de transferência. Se ele não for exibido, clique em Add File e selecione-o para incluir na janela de gerenciamento da transferência de dados. O arquivo combinacional.sof é binário, produzido pelo Quartus II, que contém os dados necessários para configurar o dispositivo FPGA. Note também que o dispositivo selecionado é o EP2C35F672, FPGA utilizado no kit de desenvolvimento DE2. Marque a opção Program/Configure e pressione START. O campo Progress atinge 100% e um LED no kit de desenvolvimento DE2 acende, quando a configuração for descarregada com sucesso. 3. Após carregar o programa no kit DE 2, teste a tabela verdade do circuito. 50 _ P _ ro _ j _ et _ o _ s _ d _ e _ Cir _ cu _ i _ to _ s _ D _ i _ g _ it _ a is c _ o _ m F _ P _ G _ A _

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