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Tang nano 9Kを使いたい(1)

2024/04/17に公開

FPGA

gowin

tangnano9k

tech

目的

Tang nano 9Kを使いこなせるようにチュートリアル的にことをやっていきたい．

前提

Tang nano 9Kをもっていること
Gowin FPGA Designerのインストールとライセンス取得が終わってること

手順

以下の手順で作業してきます

プロジェクトの作成
コードの作成
合成，制約，配置，ルート
ボードに書き込み
extra. ボードのフラッシュに書き込み

プロジェクトの作成

GOWIN FPGA Designerを起動
File>New...を選択
FPGA Design Projectを押してOKを押す
プロジェクト名と保存場所を指定(今回は"Lblink"としました)してNextを押す
デバイスを選択(今回はTang nano 9KのGowin GW1NR-9というチップなので以下のような設定にすればok)
Nextを押す
設定を確認し，大丈夫そうならFinishを押す
するとこんな画面になる

コードの作成

File>New...からVerilog Fileを選択し，OKを押す

2.ファイル名を決めOKを押す．基本的に全角，日本語等は避け，アルファベットのみで.(今回は"lblink"にしました)

3. このようにDesignウィンドウに現れるので，.vのファイルをダブルクリックする．すると，右のウィンドウでコードがかけるようになる．

4. Verilogのコードを書く(今回はコードの説明は省略)

書き終わったら保存を忘れずに．(Ctrl+SかFile>Save ...)でできる．

module led (
    input sys_clk,          // clk input
    input sys_rst_n,        // reset input
    output reg [5:0] led    // 6 LEDS pin
);

reg [23:0] counter;

always @(posedge sys_clk or negedge sys_rst_n) begin
    if (!sys_rst_n)
        counter <= 24'd0;
    else if (counter < 24'd1349_9999)       // 0.5s delay
        counter <= counter + 1'b1;
    else
        counter <= 24'd0;
end

always @(posedge sys_clk or negedge sys_rst_n) begin
    if (!sys_rst_n)
        led <= 6'b111110;
    else if (counter == 24'd1349_9999)       // 0.5s delay
        led[5:0] <= {led[4:0],led[5]};
    else
        led <= led;
end

endmodule

Project>Configurationを押し，Dual-Purpose Pinで"Use Done as regular IO"にチェック入れ，Apply押した後OKを押す．

合成，制約，配置，ルート

合成

Designウィンドウ下のProcessを押してSynthesizeをダブルクリック
問題がなければConsoleウィンドウが以下のようにfinishって言ってくれます

制約

ProcessウィンドウのFloorPlannerをダブルクリック，出てきたウィンドウのOKを押す
するとこんな画面がでてくる
Portsでpinを選択し，右クリックで"Edit Constraint"を押す．
こんな感じの画面になる
pinアサイン等をする(今回はこんなかんじ)

pin配置はここからダウンロードできる．

4,12,52pinは使わない．何かしらの出力のpin?になってるらしい(詳細はしらん．回路図みてくれ)

おわったら，保存をして閉じる．

配置，ルート

Processウィンドウの"Place&Route"をダブルクリック
問題がなければこんな感じになる

ボードにダウンロード

ボード(Tang nano 9K)をPCに接続する
Processウィンドウの"Programmer"をダブルクリック．こんな画面がでてくる. saveを押す
OperationのところをダブルクリックしてDevice Configurationをする．今回はこんなかんじ．
書き込む．書き込みボタンはこれ．
書き込み中（今回は一瞬でおわった）
実機でみてみると，こんな感じでLEDがチカチカしてるのがわかる．

ボードのフラッシュに書き込みたいとき

以上で実機でためせたが，一回USB抜いてさすだけでは，LEDチカチカは維持されない．これはTang nano 9Kのボードに保存されてないからである．ボード上のメモリに保存する方法を以下で説明する．

Gowin ProgrammerウィンドウでEdit>Configure Devieceをクリックすると以下のような"Device configuration"ウィンドウが出てくる
Access Modeを""Emmbedded Flash Mode"にし，saveする．
もう一回実行ボタン押すと，フラッシュの書き込みもしてくれる．

まとめ

今回はLチカをやった．プログラム変えたり，いろいろすれば，電子工作の幅が広がるなとおもった．

ほかの記事

Gowinの環境構築
Verilogの文法について※工事中

参考文献

[1]Swiki Light LED (閲覧日2024/04/17)

[2][tang nano 9k その1] 公式チュートリアルにLチカさせてもらった @haihuiliyuyuan (閲覧日2024/04/17)

[3] Verilog-HDL入門(閲覧日2024/04/17)

目的

前提

手順