国产智多晶FPGA基于Verilog的设计开发流程

大家好，我是小梅哥，这里给大家介绍国产FPGA厂家“西安智多晶”微电子的FPGA基于Verilog进行逻辑设计的开发流程，步骤详细，可作为大家的评估参考。本博客将陆续发表更多国产FPGA的开发和使用方法。

1、打开HQFPGA软件
在D:\hq_2.13.3_032022_win64\build\win_x64\hqui下双击“hqui.exe”文件以打开HQFPGA集成开发环境。

当然，大家也可以选中后右键选中发送到桌面快捷方式，下次就可以直接在桌面上双击图标打开了。

2、创建FPGA工程
点击新建工程选项以打开新建工程向导。

在弹出的工程创建向导界面，依次输入工程存放位置，工程名称，然后点击下一步。

在添加源文件的页面，添加你已有的设计源文件，如果没有，则直接点击“完成”即可，不用在乎上方的“至少增加一个源文件”的提示。

3、编写Verilog设计代码。
点击“设计管理”选项以打开设计文件管理工具。注意，如果已经打开了其他工具（调试，下载，物理约束，时序约束等其他窗口，必须先关闭那些窗口，才能打开设计管理）。

在打开的设计管理器中，依次点击“文件”->“新建文件”以新建一个文件，或者使用Ctrl + N快捷键。

在打开的文件中输入代码内容，如LED流水灯的实验，可以使用下述代码。

module fpga_led(
Clk,
Rst_n,
Led
);
input Clk;
input Rst_n;
output reg[3:0]Led;
reg [24:0]cnt;
always@(posedge Clk or negedge Rst_n)
if(!Rst_n)
cnt <= 0;
else if(cnt >= 25'd12_499_999)
cnt <= 1'd0;
else
cnt <= cnt + 1'd1;
always@(posedge Clk or negedge Rst_n)
if(!Rst_n)
Led <= 4'b1110;
else if(cnt == 25'd12_499_999)
Led <= {Led[2:0],Led[3]};
endmodule

编写完成后，点击保存图标（不支持使用Ctrl + S快捷键）以保存文件。

在弹出的文件保存页面，在工程目录下新建一个rtl文件夹，然后将待保存文件命名并加上.v后缀，然后点击保存在rtl文件夹下。

由于设计管理器不会自动对创建的文件添加进工程，因此需要我们手动点击添加文件按钮，然后选择我们刚刚保存的文件。如下图所示。

保存完成后，点击语法检查图标（或使用Ctrl + R）快捷键以执行语法检查。

当然，此时添加，软件会报告语法检查失败，这是因为我们工程刚刚创建，还没有指定工程的顶层设计文件，导致设计管理器无法自动的执行语法检测。

此时，我们需要点击OK，接着直接关闭设计管理器（提示有语法错误未保存也不要紧，直接OK即可），然后在HQFPGA软件主界面上点击“工程属性”以打开工程属性设置，

在工程属性界面中，点击“+”号以添加文件，然后选择我们需要设置为顶层的设计文件，

然后我们再打开设计管理器，就能够发现设计文件已经自动添加好了。点击语法检查，也能够通过。如果有提示语法错误，请根据提示信息修改对应位置。

至此，设计输入就完成了。关闭设计管理器以进行下一步操作。

4、进行物理管脚约束
点击“物理约束”选项以打开物理管脚约束界面。

此时会提示读入设计，点击“确定”即可。

读入完成后，会弹出约束方式的对话框，我们推荐使用约束编辑器的方式进行，因为可以以图形化的方式，对管脚的多种参数进行设置，因此直接选择“约束编辑器”，然后点击“确定”

在弹出的物理约束界面中，根据物理电路板信息，输入对应的管脚名。下图为按照我们设计的开发板上相关管脚信息执行的物理管脚约束。

注意，每个管脚位置输入完成后记得按下键盘Enter键以使输入生效。
物理位置约束完成后，点击“保存”图标以保存当前物理管脚约束信息。

保存不需要用户手动指定文件保存名和位置，因此点击完按钮后，直接退出即可。

5、编译设计
点击“全部运行”按钮以对设计进行全编译并生成编程bit文件。

6、烧录bit文件到目标板
全部运行完毕且无错误后，点击“下载/编程”以打开程序烧录界面。

连接好开发板、下载器、装好下载器驱动后，给开发板供电，然后在下载器界面点击“检测器件”按钮。如果能检测到SA30K器件，则表明JTAG连接成功。

选择文件类型为“bit”，点击“打开”按钮，在工程路径下的“hq_run”文件夹下找到bit格式的文件并选择。

点击“下载”按钮以执行先下载。

下载完成后，记得按下开发板上的S2按键，复位下设计，设计才能正确进入复位状态并开始正确运行。