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Instalando Quartus e ModelSim em um Ambiente Linux

Intalando Quartus e ModelSim em um Ambiente Linux

Introdução

A ferramenta de desenvolvimento Quartus juntamente com o seu simulador ModelSim possuem uma versão de instalação para a plataforma linux. Neste tutorial será ensinado como fazer a instalação do software na distro Ubuntu 11.10 (Oneiric Ocelot), mas é provável que não hajam muitas mudanças na instalação de uma versão para outra.

Requisitos

  • Ter 13Gb livres em disco.

Instalando e Executando o Script

Para a instalação do Quartus e do ModelSim é necessário trocar seu shell de dash para bash. Para isso abra um terminal (ctrl+alt+t) e digite: su. Coloque sua senha de administrador e digite: rm -f /bin/sh. Isso irá remover o dash antigo. Agora digite: ln -s /bin/bash /bin/sh. Pronto, se tudo correu bem estará com um bash rodando agora em seu terminal.

Obs: se você não tem certeza de qual é seu shell você pode executar o comando mesmo assim sem risco de danos a sua máquina.

Aperte ctrl+alt+t e digite: wget http://download.altera.com/software/acds/11.1/173/altera_installer/altera_installer.external.sh. Espere a instalação ser concluída e execute o script: sh altera_installer.external.sh. O arquivo do script será verificado e descomprimido pelo sistema operacional e a seguinte tela de intalação aparecerá:

Aperte o botão "next" e a seguinte janela será exibida:

Leia atentamente a licensa do software, caso concorde com o que leu marque a caixa com a opção "I agree to  the terms of the license agreement." e aperte o botão "next".

Selecione a opção "Download Installation Files From the Internet" e também "No proxy (recommended)".

No retângulo "Destination Directory:" digite o local onde deseja salvar os arquivo para a posterior utilização do Quartus e do ModelSim. Para remover os arquivos utilizados na instalação, devido a algum problema encontrado após a instalação efetuada, marque a caixa "Remove saved installation files after completion.". Caso não queira instalar o software no momento, apenas fazer seu download, marque a opção "Download only and install later". 

A imagem acima mostra os componentes do pacote que são utilizados pelo grupo "FPGA para todos", você pode escolher apenas os que interessarem a você. Aperte "next" e o download começará. Como o arquivo é bem grande, o download provavelmente irá demorar.

Após o download pronto aperte "next" e depois "finish".

Criando um Comando para Acessar o Quartus

Com um terminal aberto abra seu editor de texto favorito e crie um arquivo chamado quartus.c. Ex. gedit quartus.c

Obs:Caso não tenha instalado o compilador gcc em sua máquina execute o comando: sudo apt-get update. Digite sua senha de administrador e após digite: sudo apt-get install gcc.

Copie e cole o seguinte texto no arquivo que você acabou de criar:

#include <stdlib.h>
#include<stdio.h>
main(){
          system("sh /home/altera/11.1/quartus/bin/quartus");
}

Troque o endereço  /home/altera/11.1/quartus/bin/ pelo endereço onde você instalou o Quartus II.

Salve o código, digite: gcc quartus.c -o quartus. Pronto, agora quando você precisar utilizar o quartus apenas abra um terminal e ./quartus.

Linkando o ModelSim ao quartus

Com o quartus aberto clique na aba "Tools" e escolha a opção "Options...". 

Clique na aba, à esquerda, em EDA Tool Options e na caixa escolha a opção "..." que está na ModelSim_Altera. Altere o caminho do ModelSim para "/pastaEmQueFoiInstaladaOQuartus/altera/11.1/modelsim_ase/linux".

Agora você deverá ser capaz de executar suas simulações utilizando o ModelSim.

Gravando um Projeto no seu Kit Utilizando o Quartus

Para poder usar corretamente sua Usb-Blaster digite os seguintes comando em seu terminal: 

mount --bind /dev/bus /proc/bus

ln -s /sys/kernel/debug/usb/devices /proc/bus/usb/devices

Em seu editor de texto preferido crie um arquivo chamado: "/etc/udev/rules.d/altera-usb-blaster.rules". Ex: gedit /etc/udev/rules.d/altera-usb-blaster.rules.

Digite o seguinte código no arquivo que você acabou de criar:

ATTR{idVendor}=="09fb", ATTR{idProduct}=="6001", MODE"666"

Salve o arquivo. Ao reiniciar o seu computador você já deve ser capaz de efetuar gravações em seu kit utilizando a USB-Blaster.

Simulação Interativa com o ModelSim-Altera

Simulação Interativa com o ModelSim-Altera

ModelSim-Altera_entrada

Figura 1 - Abertura do ModelSim-Altera

Para simulação de projetos feitos com o programa Quartus II, usamos o software ModelSim-Altera que é instalado juntamente com o Quartus II. Este software nos proporciona simulações em forma de onda, como ilustra a Figura 2, porém há duas maneiras de usá-lo: pela simulação interativa e pelo "testbench". O "testbench" é uma bancada de testes feita em código HDL (VHDL em nosso caso). A simulação interativa também é uma bancada de testes com base em código HDL (VHDL em nosso caso), porém "manual", onde você precisa determinar "manualmente" os valores desejados nas entradas para que ocorra a simulção.

 Simulao_Ondas

Figura 2 - Simulação em Forma de Onda

Descrição Geral das Principais Janelas

Temos acesso a todas as janelas abaixo pelo menu "View". Todas elas possuem as ferramentas da Figura 3, sendo da esquerda para direita "Zoom/Unzoom", "Dock/Undock" e "Close". A primeira ferramenta aproxima ou afasta a janela selecionada. Já a segunda ferramenta expande para uma janela separada ou acopla a janela ao programa. A última ferramenta fecha a janela, usada frequentemente para fechar janelas que não estão sendo utilizadas e ganhar espaço para a simulação.

Ferramentas_das_Janelas

Figura 3 - Ferramentas das Janelas

As próximas janelas serão exibidas com base na simulaçao interativa do projeto decodificador_3x8, caso queira baixá-lo clique aqui. Veja o tutorial no final dessa página para aprender como realizar uma simulação interativa.

  • Library - Biblioteca

 Library

Figura 4 - Janela Library

O ModelSim-Altera possui uma biblioteca própria com o funcionamento dos componentes da Altera. Como abrimos o ModelSim-Altera por meio de um  projeto em VHDL feito no Quartus II, a biblioteca "work" é disponibilizada para a simulação do projeto. Expanda o item "work" e execute um duplo clique no nome da arquitetura ("bdf_type" neste caso) para ter acesso aos processos e objetos desta simulação.

  • sim - Estrutura

sim_-_Estrutura

Figura 5 - Janela de Estrutura

Esta janela (Figura 5) mostra a estrutura sendo simulada, em uma visão hierárquica. Executando um duplo clique sobre uma das linhas, abrirá o arquivo correspondente com a respectiva linha (processo) selecionada (Figura 6). Eventualmente, podemos também alterar o código aqui, para depois executar uma nova compilação e simulação.

sim_-_Estrutura_2

Figura 6 - Seleção do Processo da Linha 62

  • Objects - Objetos

Objects

Figura 7 - Janela Objetos

A janela de objetos (Figura 7) apresenta sinais e outros elementos do projeto, que poderão ser acrescentados na janela de ondas.

  • Processes - Processos

 Processes

Figura 8 - Janela Processes

Esta janela mostra os processos do projeto. Dando um duplo clique sobre uma das linhas, abrirá o arquivo do código VHDL com o respectivo processo da linha, assim como ocorria na janela de estrutura (Figura 6).

  • Wave - Ondas

Wave

Figura 9 - Janela Wave

A janela de ondas apresentará as ondas de entrada e saída (resultantes da simulação).

  • Transcript

 Transcript

Figura 10 - Janela Transcript

O "Transcript" ecoa todos os comandos feitos durante a simulação em forma de texto, desde a seleção da biblioteca, até o último passo de simulação na janela de ondas. Podemos também fazer a simulação por essa janela e o resultado aparecerá na janela de ondas. Ela também proporciona salvar o texto de simulação para ser usado posteriormente, sem precisar realizar todo processo de simulação novamente.

Tutorial Simulação Interativa

Segue abaixo um tutorial, feito no Wink, explicando como realizar a transferência de um diagrama de blocos para VHDL, juntamente com a simulação interativa. Nele também consta algumas analogias para facilitar a compreensão do código VHDL e da simulação em forma de onda. Tanto a conversão do diagrama de blocos para VHDL, quanto a simulação interativa, foram feitas com base no projeto decodificador_3x8, caso queira baixá-lo clique aqui.

(Clique no tutorial para ampliá-lo)

Tutorial: Simulação Interativa com o ModelSim-Altera

Tutorial de Criação de Projeto em Modo Esquemático

 

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