Este é um apanhado geral dos passos necessários para instalar e configurar o software Quartus, com o simulador Questa (que é o antigo Modelsim) para aprender VHDL.
Algumas siglas:
- Altera: Empresa fabricante de CPLD e FPGA que foi comprada pela Intel.
- FPGA: conjunto de portas programáveis no campo.
- Modelsim: Software da Intel para simulação do funcionamento de circuitos combinacionais mais antigos. É a versão mais antiga do software Questa.
- Quartus: Software da Intel/Altera para configuração de dispositivos CPLD e FPGA.
- Questa: Software da Intel para simulação do funcionamento de circuitos combinacionais mais novos. Dependendo do componente, tem que usar o Questa ou o Modelsim.
- VHDL: linguagem de descrição de hardware.
Contexto desta série de posts:
Recentemente, tive a oportunidade de participar de um treinamento sobre ‘Sistemas Digitais Reconfiguráveis, FPGA e VHDL’, oferecido pelo Cetec Capacitações (Centro Paula Souza). Este curso foi ministrado por especialistas no campo, incluindo os professores Eduardo Cruz, Enzo Gaudino, Domingos Adriano e Salomão Junior, sob a direção do Professor Luiz Tetsuharu Saito.
O livro didático, de fácil leitura e bem completo, ISBN: 978-65-5520-871-9, excelente material :-).
Terminou o curso, e agora?
Ao contrário de um curso, quando a gente chega em casa, para não esquecer o que aprendeu, precisa arrumar uma placa de testes, instalar o software Quartus (software de programação VHDL) e o Questa (simulador do funcionamento dos circuitos), e aprender como configurar o hardware usando a linguagem VHDL, caso contrário vai esquecer tudo o que aprendeu no curso, muito rapidamente.
Objetivo e próximos passos:
Então, o objetivo desta série de posts é fazer uma coletânea das informações necessárias para se montar um ambiente de estudo, pois notei que essas informações estão pulverizados na Internet, inclusive e no site da Intel. A informação está lá, mas escondida. É verdadeiro estilo dos manuais de help das big techs. Quem procurou ajuda em sites como IBM, Google e da Amazon (entre outras), sabe do que estou falando. Saudades do Steve Jobs, mestre em usabilidade ;-).
São esses os passos:
- Hardware – Escolha do kit de desenvolvimento.
- Escolher e instalar uma versão do Quartus.
- Obter licença gratuita do software Questa.
- Configurar as variáveis de ambiente do Windows, do Quartus e do Questa.
Hardware – Escolha do kit de desenvolvimento
O kit de desenvolvimento para a aprendizagem do VHDL pode utilizar tanto um CPLD como um FPGA e nesse caso, tem que ser compatível com o software Quartus. Segue a diferença básica entre ambos:
- CPLD são dispositivos de menor complexidade em comparação com os FPGAs. Eles são mais adequados para aplicações com requisitos de lógica relativamente simples, como circuitos combinacionais e sequenciais. Normalmente mais em conta, mas tem menos recursos.
- FPGA: é um dispositivo de alta complexidade, projetado para aplicações mais complexas e podem utilizados em uma ampla variedade de aplicações, desde sistemas embarcados até processamento de dados de alto desempenho. Dependendo do FPGA, o céu é o limite no preço desse tipo de produto.
Caso estas informações sejam de grande valia para ti, vou ficar muito agradecido se você clicar nos anúncios desta página e conferir o que meus patrocinadores tem para lhe oferecer.
Um pequeno, bem pequeno, comparativo:
Na tabela abaixo, para comparar, temos 4 kits de desenvolvimento, dois usando o CPLD MaxII e dois usando o FPGA Cyclone IV da Intel/Altera, com as respectivas fotos:
| Max II – CPLD | Cyclone IV – FPGA | |||
| EPM240 | EPM570 | ALINX AX301 | Xing Ling | |
| Idade do chip: | 2008 (15 anos) | 2008 (15 anos) | 2016 (7 anos) | 2016 (7 anos) |
| Chip | EPM240T10015 | EPM570T10015 | EP4CE6F17C8 | EP4CE6F17C8 |
| Elementos lógicos (LEs) | 240 | 570 | 6272 | 6272 |
| Pinos IO | 80 | 100 | 179 | 179 |
| User I/O bank | 8 | 8 | ||
| Memória Flash | 8Kb | 8Kb | 270Kb | 270Kb |
| Multiplicadores incorporado 18×18 | 15 | 15 | ||
| PLL | 0 | 0 | 2 | 2 |
| Global clock | 4 | 4 | 10 | 10 |
Critérios da escolha:
Isso é muito pessoal, dou meu pitaco aqui, mas vou lembrando que há outras opções no mercado, inclusive do distribuidor indicado pela própria Intel, que é a Terasic (vai lá espiar os preços =P).
Bom, tem que escolher uma placa que utilize um chip suportado pelo software Quartus da edição gratuita. Caso queira ter uma visão geral sobre as versões do software Quartus, basta clicar aqui, mas já digo que tem que ser o Quartus Prime Lite ou o QuartusII Web Edition, que podem ser escolhidos clicando aqui, que veremos com mais detalhes no próximo capítulo.
Considerando que o CPLD tem menos recursos, eu foquei em encontrar uma placa que utilizasse um FPGA compatível com o Quartus e que fosse mais em conta. Fiquei com essa vermelhinha daí de cima e estou aguardando chegar.
Publicado por Renato de Pierri em 03/11/2023