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:

1. Pro instalaci bude třeba 5.5 + 14 GB místa
2. Stáhnout Quartus Lite 17.1! (v novější nefungují jednoduše simulace) pro Windows nebo Linux
3. 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.
4. (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 USB Blaster Driver)
5. (Linux) Quartus a Modelsim vyžadují balíčky: libpng12 (může být i 64bit verze), libXft (32bit), libncurses5 (32bit, bez widechar).

Minimální instalace:

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 USB Blaster Driver

Fig. 1: USB-Blaster ve Správci zařízení Fig. 2: Výběr ovladače

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 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.

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

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”

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.

• Vytvořte nový prázdný projekt

• Vyberte FPGA čip, v našem případě 10M50DAF484C7G

• Na řádku Simulations vyerte z nabídky ModelSim-Altera

• Přes nabídku File → New zvolte možnost Block Diagram/Schematic File a tím vytvoříte prázdné schéma

• 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
  1. Vyberete součástky, které chcete do schématu vložit
  2. Vložíte vstupy/výstupy
  3. Spojíte vstupy a výstupy

• 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