===== Quartus Lite =====

==== Instalace ====

Vývojové prostředí Quartus Lite se používá pro programování FPGA obvodů firmy Altera. Obvody lze simulovat například pomocí komponent "Questa Simulator" nebo "ModelSim". Ve cvičeních budeme používat Quartus verze 17.1 a ModelSim k simulaci, který je uživatelsky přívětivější.

Návod na instalaci je následující:

  - Pro instalaci bude třeba 5.5 + 14 GB místa
  - Stáhnout Quartus Lite 17.1! (v novější nefungují jednoduše simulace) pro [[https://www.intel.com/content/www/us/en/software-kit/669444/intel-quartus-prime-lite-edition-design-software-version-17-1-for-windows.html|Windows]] nebo [[https://www.intel.com/content/www/us/en/software-kit/669440/intel-quartus-prime-lite-edition-design-software-version-17-1-for-linux.html|Linux]]
  - Nainstalovat Quartus Lite, kde stačí vybrat řadu MAX10 a ModelSim Starter Edition
    * Instalace se může zaseknout při instalaci "Quartus Prime Help" nebo "ModelSim". Komponenta se nainstaluje, ale okno nelze zavřít i když hlásí "Installation complete". V tomto případě je možnost provést instalaci bez dané komponentu a tu pak doinstalovat samostatně.
  - (WIN) Po připojení kitu doinstalovat ovladač pro zařízení **USB-blaster** přes správce zařízení a poukázání na složku **<Quartus Install Path>/quartus/drivers/usb-blaster** (Pro Win 11, se tento ovladač tváří jako nedůvěrohodný a místo toho použijte tento z verze 21.1 {{ :courses:b2m37mam:tutorials:ide:usb-blaster.zip |USB Blaster Driver}})
  - (Linux) Quartus a Modelsim vyžadují balíčky: libpng12 (může být i 64bit verze), libXft (32bit), libncurses5 (32bit, bez widechar).
Minimální instalace:

{{:courses:b2m37mam:tutorials:ide:install_quartus_17.1.jpg?400|}}


=== Instalace USB-Blaster pro DE-10 Lite ===

Ve správci zařízení najít neznáme zařízení viz. Fig. 1

**Win 10 a starší**: a ve složce s Quartus Lite (**<Quartus Install Path>/quartus/drivers/usb-blaster**) najít driver pro USB-Blaster. Viz. následující dva screenshoty. 

**Win 11**: ovladač z verze Quartus Lite 17.1 tváří jako nedůvěrohodný a místo toho použijte tento z verze 21.1 {{ :courses:b2m37mam:tutorials:ide:usb-blaster.zip |USB Blaster Driver}}

<imgcaption image1|USB-Blaster ve Správci zařízení>{{:courses:b2m37mam:tutorials:ide:install_usb_blaster.jpg?500|}}</imgcaption>
<imgcaption image2|Výběr ovladače>{{:courses:b2m37mam:tutorials:ide:install_usb_blaster2.jpg?309|}}</imgcaption>


=== Questa Simulator ===

<note important>Tato sekce je pouze pro novější verze Quartusu (18 a výše), kde se místo ModelSim používá Questa Simulator. Na cvičeních používáme Quartus 17.1, který Questa a neobsahuje a tak lze tuto sekci vynechat.</note>

Instalace obsahauje questa (questa_fse), model sim je treba doinstalovat, u ubou je trba nastavit cestu

Ke správné funkci je třeba registrovat se na stránkách Intel a získat volnou licenci[[https://fpgasupport.intel.com/Licensing/license/index.html | zde]]

Potvrzeni účtu trvá asi hodinu, po té je možné zažádat o licenci pro "Questa*-Intel® FPGA Starter Edition SW-QUESTA". Mailem poté přijdou dva licenční soubory (dvěma emaily), jeden delší pro Quartus a druhý kratší pro Questa simulátor.
Dále je třeba vytvořit systémovou proměnnou ''LM_LICENSE_FILE'' s cestou k licenci (stačí k té kratší, více licenčních souborů se oddělí dvoutečkou ':').

Pro Linux: Konec skriptu v adresáři instalace Quartusu ''questa_fse/vcom'' je třeba upravit následovně (přidat dva řádky označené plusem). Bez této úpravy Quartus neidentifikuje Questa správně jako simulátor.

<code diff>
if [ -z "$*" ] ; then
  exec "$arg0"
+elif echo "$@" | grep -q -- "-version" ; then
+  exec "$arg0" "$@" | sed 's@ Intel Starter FPGA Edition@Sim@'
else
  exec "$arg0" "$@"
fi
</code>

==== Chyby při zobrazování ====

Pokud se stane, že v editoru schémat nevidíte celé texty, je to způsobeno špatným přepočtem DPI. Řešení je jednoduché:
  * U zástupce Quartus Prime zvolte přes pravé tlačítko "Vlastnosti" (Properties)
  * V záložce Kompatibilita klikněte na "Změna nastavení vysokého DPI" (Change high DPI settings)
  * Zaškrtněte možnost "Přepsat vysoké nastavení DPI" (Override high DPI scaling behavior)
  * Z nabídky vyberte "System"

==== Vytvoření projektu ====

Stručný popis a návod, jak vytvořit projekt v Quartus Lite a odsimulování základního projektu se schématem

Blikání s LED ve VHDL a naprogramování vývojového kitu [[https://www.youtube.com/watch?v=-cvL8OQyRa0]]

(v případech, kdy není screen okna v návodu, přejděte na další okno)

  * Zvolte nový projekt a poukázejte na Vaši složku, kde chcete mít projekt uložený. Working directory si k tomu vytvořte též, jak je na následující obrazovce. Jméno projektu a název složky se nemusí shodovat.

{{:courses:b2m37mam:tutorials:ide:modelsim_1.jpg?400|}}

  * Vytvořte nový prázdný projekt

{{:courses:b2m37mam:tutorials:ide:modelsim_2.jpg?400|}}

  * Vyberte FPGA čip, v našem případě **10M50DAF484C7G**
{{:courses:b2m37mam:tutorials:ide:modelsim_3.jpg?400|}}

  * Na řádku **Simulations** vyerte z nabídky **ModelSim-Altera**
{{:courses:b2m37mam:tutorials:ide:modelsim_4.jpg?400|}}

==== Schéma a simulace ====

  * Přes nabídku **File -> New** zvolte možnost **Block Diagram/Schematic File** a tím vytvoříte prázdné schéma

{{:courses:b2m37mam:tutorials:ide:modelsim_5.jpg?400|}}

  * V nástrojové liště nad kreslící plochou zvolte **Symbol tool** a z nabídky je možné vybrat různé obvody, které lze syntetizovat pro FPGA nebo dále simulovat. 
  * Nakreslíte schéma, které chcete simulovat kde
    - Vyberete součástky, které chcete do schématu vložit
    - Vložíte vstupy/výstupy
    - Spojíte vstupy a výstupy

{{:courses:b2m37mam:tutorials:ide:modelsim_6.jpg|}}

  * Spustíte kompilaci přes **Tools -> Start Compilation** (bez kompilace nelze schéma simulovat)
  * Vytvoříte nový soubor a zvolíte **University Program VWF**
  * Přes **Edit -> Insert** zvolíte jednotlivé vstupy a výstupy, které chcete simulovat
  * Nastavíte vstupům časový průběh z nabídky z nástrojové lišty
  * Spustíte časovou simulaci

{{:courses:b2m37mam:tutorials:ide:modelsim_8.jpg|}}