DE2中文说明书第3部分备课讲稿

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。DE2中文说明书第3部分-第10章实验6：以太网信息包发送/接收以太网络通讯对许多数字产品,例如置顶盒和家庭的网关等都是必须的。在这个实验中，我们将会演示如何使用在DE2开发板上的快速以太网控制器来发送并接收以太网信息包。实验设置和说明工程路径:C:DE2UP4_NET编程文件:UP4_API.soforUP4_API.pofNIOSIIworkspace:C:DE2UP4_NET参考图10.1设置如下实验步骤：将CAT5环线电缆插入DE2的以太网络接口内。将编程文件下载到FPGA运行NIOSIIIDE

2、，打开工作区C:DE2UP4_NET（打开NIOSII选择workspace为上述路径)单击“CompileandRun”按钮现在你能观察接收到的信息包的内容(发送的64字节的信息包和收到的68字节的信息包，因为有额外的校验字节)图10.1以太网实验设置第11章实验7：DE2的控制面板本章将会举例说明DE2的控制面板包如何让用户使用WindowsGUI菜单来控制开发板。这个包提供给用户一个简单而有力的方法控制开发板。从你的PC机到开发板的连接由USB电缆完成。在这个实验中，我们将会向用户叙述该如何使用DE2控制面板包中的USB版本。在USB连接上的重要注意事项：2.、DE2控制面板(USB版本

3、)使用和AlteraUSBBlaster相同的连接方式。在你使用USBBlaster连接到QuartusII之前，你需要释放(关闭)DE2控制面板的USB端口。3.如果需要同时使用DE2控制面板和Altera信号流进行调试时,用户应该使用DE2控制面板的RS232版本实验设置和说明工程路径:C:DE2DE2_USB_APIHW编程文件:DE2_USB_API.soforDE2_USB_API.pof面板控制程序:C:DE2DE2_Control_Panel确定你已经把C:DE2DE2_USB_APIHWDE2_USB_API.sof载入FPGA。连结你的显示器和耳机到DE2开发板。你可以在VG

4、A显示器上看到预设的Altera标识图案并且听到一种1Khz的声音。运行C:DE2DE2_Control_Panel程序来启动控制面板。用DE2控制面板控制开发板这部分将会演示如何使用DE2控制面板控制你的开发板。例如：改变7段数码管的显示;使LED发光;控制PS/2键盘按键;读/写SRAM,Flash存储器,和SDRAM;载入一张图片并在VGA显示器上显示;在内存中载入音乐并通过音频DAC播放。读/写一个字节组或整个文件从/到Flash存储器的特性允许使用者不需要了解有关如何建立Flash存储器的下载工具的知识就可以开发许多多媒体的应用(快速声音播放器,快速图片浏览器)。运行下列步骤重复实验

5、：1.图6.1演示DE2控制面板的概念。用户使用WindowsGUI发送指令并由与FPGA连接的USB电缆传送到开发板。我们建立一个IP来处理所有的请求并且实现在PC机和DE2开发板之间的数据传输。图11.1DE2控制面板示意图2.一旦C:DE2目录下的DE2_Control_Panel程序启动,在图11.2中显示的用户界面就会出现。图11.2DE2控制面板（PS/2&7-SEC页面）3.点击打开打开USB端口0(DE2控制面板程序将会列出所有的连接DE2开发板的USB端口。DE2控制面板能经由USB连接线控制多达4个DE2开发板).注意，除非你关闭USB端口，否则控制面板将会占用USB端口，

6、直到你关闭这些端口为止，在未关闭这些端口之前你不能够使用QuartusII下载程序。4.参考图11.3。转到LED&LCD页。单击LED的检查框并且单击Set。相应的LED灯会发光。同时,你能在LCD的输入窗口键入本文和点击Set。在开发板上的LCD显示将会相应地改变。图11.3LED&LCD显示控制面板Flash下载器DE2控制面板能提供一个Flash存储器下载器。用户能擦除整个的Flash存储器,向Flash写一个字节,从Flash读一个字节,写一个二进制格式的文件给Flash,装载Flash存储器的内容到文件。注意在DE2开发板上使用的1MByteFlash存储器是由1Mx8bit的Fl

7、ash存储器组成。在你写Flash存储器之前,你需要擦除整个Flash。记住FLash存储器能被擦除的次数是有限的。擦除整个的Flash存储器所需要的时间是15秒-21秒。请不要在操作中关闭DE2控制面板重复以下步骤练习对Flash存储器的操作:1.单击按钮Flash转换到Flash存储器控制页。(参考图11.4)图11.4Flash控制页面2.单击ChipErase按钮。操作界面将会提示让你等候，直到操作完成。完成操作大约需要24秒。3.请参考图11.5。键入任意地址(例子中是0 x1688)和wData域的值(例子中是0 x125)。单击Write将会写0 x125给0 x1688地址。4

8、.键入地址并单击Read。rData将会显示从指定的地址读回的数据。图11.5对Flash存储器的随机写入操作5.你也能通过顺序读写功能下载一个文件进Flash之内。请参考图11.6。你必须叙述写入Flash的起始地址和文件长度(长度为字节形式)。6.你能单击FileLength检验栏声明你想要装载整个文件进Flash存储器。然后单击WriteFiletoFlash选择要载入Flash存储器的文件。7.请现在装载c:DE2Binary_Raw_Datacdda1m进你的Flash存储器之内，以便我们能继续下一个部分的Flash音乐播放器实验。图11.6将整个文件写入Flash存储器8.顺序读写

9、功能允许你读Flash内的内容和保存进文件中。图11.7演示顺序读写功能的荧屏截取。你也能指定从Flash读的起始地址和长度(长度为字节形式)。单击EntireFlash栏，你指出想要装载整个的Flash的内容(1Mbyte)进一个你指定的文件中。图11.7将Flash内的内容载入指定文件SDRAM/SRAM控制器和下载器DE2控制面板能提供一个SDRAM下载器。用户能读/写一个16bit的字从/到SDRAM,写一个二进制文件给SDRAM,装载SDRAM的内容到一个文件。DE2控制面板也能用同样的方法控制SRAM。遵从以下步骤来练习对SDRAM的操作:1.请参考图11.8。单击按钮SDRAM转

10、变到SDRAM控制页。2.键入一个任意的地址(在例子中为1688)和wDATA域中的值(在例子中为abcd)。单击Write将会把0 xabcd写给地址1688.3.键入一个任意地址和单击Read。rData将会显示从指定的地址读回的数据。4.你也能通过使用顺序读写功能装载一个文件进SDRAM之内。请参考图11.8。你必须指定写入SDRAM的起始地址和长度(字节)。5.你能单击FileLength检验框来指出你想要将整个文件装载进SDRAM。然后单击WriteFiletoSDRAM选择要载入SDRAM的文件。6.顺序读功能允许你读在SDRAM的内容并且保存进文件中。图11.8演示用顺序读的荧屏

11、截取。你也能指出从SDRAM中读的起始地址和长度(字节)。单击EntireSDRAM检验框，你可以指出你想要装载的整个SDRAM(8Mbyte)内容进一个你指定的文件中。图11.8SDRAM控制面板PS/2和7段数码管的显示控制DE2控制面板提供控制窗口来允许用户使用PS/2键盘输入；在键盘上按下的键将会显示在DE2控制面板的信息框中。DE2控制面板也允许用户控制7段数码管在DE2上的显示。图11.9演示连接的设置。图11.10演示从PS/2键盘输入的字符在DE2控制面板的信息框中显示。在同一页,用户能使用HEX7-0信息框设定在7段数码管显示组件上显示的数字。图11.9PS2和USB/RS2

12、32连接设置图11.10DE2控制面板PS/2键盘信息输入栏工具-多端口SRAM/SDRAM/Flash控制器不需要让用户/学生实现复杂的API/Host控制软件和(SRAM/SDRAM/Flash)存储器控制器就可以让他们执行并且测试他们的IP核，我们给用户提供整合的控制环境，包括有C+的软件控制器,USB指令控制器,和以Verilog实现的多端口的SRAM/SDRAM/Flash控制器。用户只需要简单的连接IP到三个SRAM/SDRAM/Flash控制器IP异步端口中的一个，然后下载二进制数据进入SRAM/SDRAM/Flash中就可以了。一旦内容被下载到SDRAM/Flash,用户能配置

13、内存控制器，以便他们的IP通过连接异步的端口读/写SDRAM/Flash。重复以下步骤来练习使用多端口Flash控制器，我们将会在这里实现一个音乐播放器的例子。参考图11.4和11.6,使用Flash编程器来擦除Flash存储器然后写一个音乐文件进Flash存储器内。请使用C:DE2Binary_Raw_Data的1Mbyte音乐文件(cdda1m)图11.11演示多端口SDRAM/Flash控制器的概念。在DE2控制面板中,单击TOOLS按钮会显示如图11.12的窗口。如图11.12所举例,为FlashMultiplexer选择Asynchronous1,然后单击Configure按钮激活端

14、口。注意，你需要点击Configure按钮使从Flash存储器到在图11.11中显示的Flash控制器异步端口1的连接可用。相应设置SW1和SW0关闭(低位置)和开（高位置）。将耳机插入，你就能听到AudioDAC线路播放的音乐。请参考图6.11。你应该见到异步端口1连接到AudioDAC。一旦你选择了异步端口1而且单击Configure按钮,AUDIO_DAC将会直接和Flash存储器对话。在这个例子中，AUDIO_DAC的Verilog组件将会读Flash存储器的内容而且把它送到外部的声音芯片。图11.11多端口Flash控制器示意图图11.12DE2控制面板工具页面VGA显示控制面板显示

15、预设图像DE2控制面板提供给用户一个关联IP的工具来在VGA显示器上显示一张预设的图像或用户自己的图片。重复下列步骤在VGA显示器上显示一个预设的图像单击的VGAtab键转换到VGA控制页，如图11.13所示。确定预设图像和光标准许的检验框已选中。连接你的VGA显示器到DE2开发板，此时你应该在VGA屏幕上看到一个带有绿色光标的预设图像，而且它能由移动DE2控制面板所显示的预设图像的X/Y轴滚动条来控制(VGA页)预设图像储存在M4K内部SRAM块并且在比特流配置阶段以MIF/Hex(Intel)格式载入M4K中。在本章最后,也就是下一节该如何准备你自己的图像数据中，我们将会举例说明该如何从用

16、户自己的图像文件产生二进制数据。图11.13显示预设图像并用滚动条来控制光标移动VGA显示控制器面板显示用户自己的图像DE2控制面板能在VGA显示器上显示用户自己的图像。重复下列步骤来在VGA显示器上显示用户自己的图片。切换到SRAM控制页，载入文件C:DE2Binary_Raw_DataRaw_Data_Gray到SRAM中。切换为TOOL页，并且为SRAMmultiplexer端口选择异步1，如图11.14所示。单击Configue启动多端口设置。图11.14为SRAM选择异步端口1使存储在SRAM中的图像能在VGA显示器上显示切换到VGA页而且不选择预设的图像的勾选栏。你会看见连接到DE

17、2开发板VGA显示器显示存储在SRAM中的Raw_Data_Gray,如图11.15所示。用户能取消选择CursorEnable勾选栏关闭绿色光标。图11.15在显示器上显示存储在SRAM中的图像怎样准备你自己的图像数据这一节描述该如何准备用户自己的图像文件载入外部的SRAM或内在的M4KSRAM中，并且在DE2开发板连接的显示器上显示。使用任何的图像处理工具，如CorelPhotoPaint，载入你需要的图像数据。以640 x480分辨率重新采样你的源图像，并且将图像转换成8bit的Grayscale模式。以WindowBitmap格式把修改的图像存档。运行C:DE2ImgConv,为DE2

18、开发板开发的图像变换工具，将会出现图11.16所示窗囗。图11.16用于将图片转换成DE2控制面板存储器控制能下载格式的转换器单击OpenBitmap按钮而且选择640 x480Grayscalephoto进行转换。一旦文件处理完成,单击SaveRawData，而且一个名为Raw_Data_Gray的文件将会产生并且储存在和源图像相同的目录中。你可以通过改变窗口中的文件名栏将文件名字的前缀Raw_Data改为其他名字。Raw_Data_Gray是能被直接下载入DE2的SRAM之内的原始图像数据,并且在使用DE2_USB_API设计的VGA控制器IP的VGA显示器上显示。ImgConv工具也将会为图像的黑白版本产生Raw_Data_BW(和它的对应TXT格式)界定黑或白的标准在BW临限中定义。注意:Raw_Data_BW.txt用于为M4KSRAM填充MIF/intelHEX格式开发板自身的测试器DE2控制面板的工具页提供用户一个开发板自身的测试器。请注意开发板自身的测试器在测试期间将会擦除Flash存储器的内容。第12章实验8：SD卡音乐播放器许多商业的媒体/声音播放器使用大的外部存储设备,像是SD卡或C