Altera Quartus 11.0 Tools, Ubuntu 11.4, USB-Blaster

Wer mit Ubuntu 11.4 (x86) und der Software Quartus II Version 11.0 Build 157 04/27/2011 SJ Web Edition von Altera arbeitet, um z.B. sein DE0-Nano Board mit "Leben" zu befüllen wird schnell feststellen, dass diese Kombination leider ohne manuellen Eingriff, direkt nach der Installation der Altera Software, nicht funktioniert. Quartus II stürzt direkt nach dem Start mit einem Segfault (zumindest bei mir) ab. Und weder mit dem grafischen Programmer noch mit den Tools auf der Kommandozeile kann auf das DE0-Nano, welches sich am System als USB-Blaster ausgibt, zugegriffen werden. Da ich persönlich lieber auf der Konsole und mit Quartus II (aus vielerlei gründen) nur ungern arbeite, gehe ich hier nur auf die Konfiguration der Kommandozeilen Tools ein, um diese zur korrekten Arbeit zu bringen. Meine Altera Software habe ich mittels dem Altera-Installer unter ~/bin/altera/11.0 installiert.

1. Die ~/.bashrc anpassen

Als erstes muss selbstverständlich der Pfad zu den Binaries der PATH-Variable hinzugefügt werden. Weiterhin benötigen diverse Quartus Tools die Umgebungsvariable QUARTUS_ROOTDIR um korrekt arbeiten zu können, daher habe ich auch diese in meine .bashrc eingefügt.

export PATH=$PATH":~/bin/altera/11.0/quartus/bin:~/bin/altera/11.0/nios2eds/bin:~/bin/altera/11.0/quartus/sopc_builder/bin"

export QUARTUS_ROOTDIR="~/bin/altera/11.0/quartus ~/bin/altera/11.0/nios2eds/sdk_shell"

2. UDEV Zugriffsrecht auf den USB-Blaster einrichten

Ich habe die Datei "/etc/udev/rules.d/40-altera-usbblaster.rules" mit dem folgenden Inhalt angelegt:

BUS=="usb", SYSFS{idVendor}=="09fb", SYSFS{idProduct}=="6001", MODE="0666", SYMLINK+="usbblaster", GROUP="plugdev"

Startet man danach das System neu oder führt einen Reload von UDEV durch, kann auf den USB-Blaster zugegriffen werden. Die Voraussetzung dafür ist natürlich, dass dieser in der Liste der USB-Geräte auch angezeigt wird.

user@host:~$ lsusb -d 09fb:6001
Bus 002 Device 013: ID 09fb:6001 Altera

UDEV kann mit den entsprechenden Rechten mittels service udev reload dazu angewiesen werden die Konfiguration neu zu laden.

3. JTAG Daemon

Dieser Daemon muss laufen, um korrekt auf die JTAG-Chain per USB-Blaster zugreifen zu können. Gestartet wird dieser mit jtagd. Natürlich kann man diesen Daemon auch permanent laufen lassen.

4. Testen der JTAG-Verbindung

Beim Aufruf von jtagconfig wird als Standard die Option --enum ausgeführt. Es werden alle diejenigen Devices angezeigt, die an der JTAG-Chain hinter dem USB-Blaster hängen.

user@host:~$ jtagconfig
1) USB-Blaster [2-1.2.2]
  020F30DD

5. Quartus Programmer testen

Der Quartus Programmer muss selbstverständlich auch auf den USB-Blaster zugreifen können. Das kann mit dem folgenden Aufruf getestet werden.

user@host:~$ quartus_pgm --list

Info: *******************************************************************
Info: Running Quartus II Programmer
    Info: Version 11.0 Build 157 04/27/2011 SJ Web Edition
    Info: Copyright (C) 1991-2011 Altera Corporation. All rights reserved.
    Info: Your use of Altera Corporation's design tools, logic functions
    Info: and other software and tools, and its AMPP partner logic
    Info: functions, and any output files from any of the foregoing
    Info: (including device programming or simulation files), and any
    Info: associated documentation or information are expressly subject
    Info: to the terms and conditions of the Altera Program License
    Info: Subscription Agreement, Altera MegaCore Function License
    Info: Agreement, or other applicable license agreement, including,
    Info: without limitation, that your use is for the sole purpose of
    Info: programming logic devices manufactured by Altera and sold by
    Info: Altera or its authorized distributors.  Please refer to the
    Info: applicable agreement for further details.
    Info: Processing started: Sat Oct  8 18:10:02 2011
Info: Command: quartus_pgm --list

1) USB-Blaster [2-1.2.2]

Info: Quartus II Programmer was successful. 0 errors, 0 warnings
    Info: Peak virtual memory: 82 megabytes
    Info: Processing ended: Sat Oct  8 18:10:02 2011
    Info: Elapsed time: 00:00:00
    Info: Total CPU time (on all processors): 00:00:00

Die Tools quartus_pgm und quartus_pgmw (die grafische Version) sollten nun den USB-Blaster korrekt erkennen und ansteuern können.

Da aber nun das übertragen der synthetisierten Logik nicht genug ist und ich den Build-Vorgang mit einem kurzen Makefile automatisiert habe, möchte ich dass natürlich nicht vorenthalten. Voraussetzung für den korrekten Betrieb sind die oben genannten Einstellungen, dass man sich beim Start im Verzeichnis des Quartus-Projektes befindet und das die Haupt-Datei des Projektes identisch mit dem Projektnamen ist (alles natürlich Case-Sensitive).

#
# Makefile to build FPGA/CPLD synthesis with altera tools.
#
# Licensed under GPL v3.0 (15.10.2011)
# by Kai Lauterbach (klaute at gmail dot com)
#

TARGET=test

MAPPER=quartus_map
MAP_OPTIONS=--read_settings_files=on --write_settings_files=off $(TARGET) -c $(TARGET)

FITTER=quartus_fit
FIT_OPTIONS=--read_settings_files=off --write_settings_files=off $(TARGET) -c $(TARGET)

ASSEMBLER=quartus_asm
ASM_OPTIONS=--read_settings_files=off --write_settings_files=off $(TARGET) -c $(TARGET)

STA=quartus_sta
STA_OPTIONS=$(TARGET) -c $(TARGET)

PROGRAMMER=quartus_pgm
PGM_OPTIONS=-m jtag -c USB-Blaster -o "p;$(TARGET).sof"

compile: clean map fit asm sta

map:
    $(MAPPER) $(MAP_OPTIONS)

fit:
    $(FITTER) $(FIT_OPTIONS)

asm:
    $(ASSEMBLER) $(ASM_OPTIONS)

sta:
    $(STA) $(STA_OPTIONS)

program:
    $(PROGRAMMER) $(PGM_OPTIONS)

clean:
    rm -rf db/ dse/ incremental_db/ sim.do $(TARGET)ig.archive.rpt $(TARGET).asm.rpt $(TARGET).bsf $(TARGET).cdf $(TARGET).done $(TARGET).dse.rpt $(TARGET).fit.rpt $(TARGET).fit.summary $(TARGET).flow.rpt $(TARGET).inc $(TARGET).map.rpt $(TARGET).map.smsg $(TARGET).map.summary $(TARGET).mif_update.rpt $(TARGET).pin $(TARGET).sof $(TARGET).sta.rpt $(TARGET).sta.summary $(TARGET).tis_db_list.ddb $(TARGET)_assignment_defaults.qdf wave.do $(TARGET).archive.rpt