XilinxISE使用教程教案.pptx

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1、会计学1XilinxISE使用教程使用教程XilinxXilinx公司软件平台介绍公司软件平台介绍公司软件平台介绍公司软件平台介绍-软件组成软件组成软件组成软件组成集成开发环集成开发环境境数字信号处数字信号处理开发工具理开发工具在线逻辑分析在线逻辑分析仪工具仪工具片上系统开发片上系统开发 布局布线布局布线工具工具第1页/共185页XilinxXilinx公司软件平台介绍公司软件平台介绍公司软件平台介绍公司软件平台介绍-ISE Foundation-ISE Foundation软件软件软件软件 ISE FoundationISE Foundation软件是软件是XilinxXilinx公司推出的

2、公司推出的FPGA/CPLDFPGA/CPLD集成开发环境，不仅包括逻辑设计所需的一切，还具有集成开发环境，不仅包括逻辑设计所需的一切，还具有简便易用的内置式工具和向导，使得简便易用的内置式工具和向导，使得I/OI/O分配、功耗分分配、功耗分析、时序驱动设计收敛、析、时序驱动设计收敛、HDLHDL仿真等关键步骤变得容易仿真等关键步骤变得容易而直观。而直观。第2页/共185页XilinxXilinx公司软件平台介绍公司软件平台介绍公司软件平台介绍公司软件平台介绍-EDK-EDK软件软件软件软件 EDK EDK是是XilinxXilinx公司推出的公司推出的FPGAFPGA嵌入式开发工具，包嵌入式

3、开发工具，包括嵌入式硬件平台开发工具（括嵌入式硬件平台开发工具（Platform StudioPlatform Studio）、嵌入式）、嵌入式软件开发工具（软件开发工具（Platform Studio SDKPlatform Studio SDK）、嵌入式）、嵌入式IBM IBM PowerPCPowerPC硬件处理器核、硬件处理器核、Xilinx MicroBlazeXilinx MicroBlaze软处理器核、软处理器核、开发所需的技术文档和开发所需的技术文档和IPIP，为设计嵌入式可编程系统提供，为设计嵌入式可编程系统提供了全面的解决方案。了全面的解决方案。EDK10.1EDK10.1

4、版还包括了最新的版还包括了最新的IPIP内核以优化系统设计。内核以优化系统设计。同时还包括了同时还包括了SPISPI、DDR2/DMA/PS2DDR2/DMA/PS2和支持和支持SGMIISGMII的三模的三模式以太网式以太网MACMAC等外设，等外设，FlexrayTMFlexrayTM外设选项，以及用于外设选项，以及用于DMADMA的的PCI ExpressPCI Express驱动支持。驱动支持。第3页/共185页XilinxXilinx公司软件平台介绍公司软件平台介绍公司软件平台介绍公司软件平台介绍-DSP_Tools-DSP_Tools软件软件软件软件 Xilinx Xilinx公司

5、推出了简化公司推出了简化FPGAFPGA数字处理系统的集成开数字处理系统的集成开发工具发工具DSP ToolsDSP Tools，快速、简易地将，快速、简易地将DSPDSP系统的抽象算法系统的抽象算法转化成可综合的、可靠的硬件系统，为转化成可综合的、可靠的硬件系统，为DSPDSP设计者扫清设计者扫清了编程的障碍。了编程的障碍。DSP ToolsDSP Tools主要包括主要包括System GenetatorSystem Genetator和和AccelDSPAccelDSP两部分，前者和两部分，前者和MathworksMathworks公司的公司的SimulinkSimulink实现实现无缝

6、链接，后者主要针对无缝链接，后者主要针对c/.mc/.m语言。语言。第4页/共185页XilinxXilinx公司软件平台介绍公司软件平台介绍公司软件平台介绍公司软件平台介绍-ChipScope Pro-ChipScope Pro软件软件软件软件 Xilinx Xilinx公司推出了在线逻辑分析仪，通过软件方式公司推出了在线逻辑分析仪，通过软件方式为用户提供稳定和方便的解决方案。该在线逻辑分析仪为用户提供稳定和方便的解决方案。该在线逻辑分析仪不仅具有逻辑分析仪的功能，而且成本低廉、操作简不仅具有逻辑分析仪的功能，而且成本低廉、操作简单，因此具有极高的实用价值。单，因此具有极高的实用价值。Chi

7、pScope ProChipScope Pro既可以独立使用，也可以在既可以独立使用，也可以在ISEISE集成集成环境中使用，非常灵活，为用户提供方便和稳定的逻辑环境中使用，非常灵活，为用户提供方便和稳定的逻辑分析解决方案，支持分析解决方案，支持SpartanSpartan和和VirtexVirtex全系列全系列FPGAFPGA芯片。芯片。ChipScope ProChipScope Pro将逻辑分析器。总线分析器和虚拟将逻辑分析器。总线分析器和虚拟I/OI/O小型软件核直接插入到用户的设计当中，可以直接查看小型软件核直接插入到用户的设计当中，可以直接查看任何内部信号和节点，包括嵌入式硬或软处

8、理器。任何内部信号和节点，包括嵌入式硬或软处理器。第5页/共185页XilinxXilinx公司软件平台介绍公司软件平台介绍公司软件平台介绍公司软件平台介绍-PlanAhead-PlanAhead软件软件软件软件 PlanAheadPlanAhead工具简化了综合与布局布线之间的设计工具简化了综合与布局布线之间的设计步骤，能够将大型设计划分成较小的、更易于管理的模步骤，能够将大型设计划分成较小的、更易于管理的模块，并集中精力优化各个模块。块，并集中精力优化各个模块。此外，还提供了一个直观的环境，为用户设计提供此外，还提供了一个直观的环境，为用户设计提供原理图、平面布局规划或器件图，可快速确定和

9、改进设原理图、平面布局规划或器件图，可快速确定和改进设计的层次，以便获得更好的结果和更有效地使用资源，计的层次，以便获得更好的结果和更有效地使用资源，从而获得最佳的性能和更高的利用率，极大地提升了整从而获得最佳的性能和更高的利用率，极大地提升了整个设计的性能和质量。个设计的性能和质量。第6页/共185页XilinxXilinx公司公司公司公司ISE10.1ISE10.1软件介绍软件介绍软件介绍软件介绍-ISE-ISE设计流程设计流程设计流程设计流程翻翻译译映射映射布局和布线布局和布线规划规划 和预算和预算HDL RTL仿真仿真综合以创建网表综合以创建网表功能仿真功能仿真得到时序收敛得到时序收敛

10、时序仿真时序仿真实现实现创建代码创建代码/原理图原理图配置配置FPGA产生比特流文件产生比特流文件第7页/共185页XilinxXilinx公司公司公司公司ISE10.1ISE10.1软件介绍软件介绍软件介绍软件介绍-ISE-ISE主界面主界面主界面主界面第8页/共185页XilinxXilinx公司公司公司公司ISE10.1ISE10.1软件介绍软件介绍软件介绍软件介绍-主要功能主要功能主要功能主要功能 ISE ISE的主要功能包括设计输入、综合、仿真、实现和的主要功能包括设计输入、综合、仿真、实现和下载，涵盖了可编程逻辑器件开发的全过程，从功能上下载，涵盖了可编程逻辑器件开发的全过程，从功

11、能上讲，完成讲，完成CPLD/FPGACPLD/FPGA的设计流程无需借助任何第三方的设计流程无需借助任何第三方EDAEDA软件。下面简要说明各功能的作用：软件。下面简要说明各功能的作用：1 1、设计输入：、设计输入：ISEISE提供的设计输入工具包括用于提供的设计输入工具包括用于HDLHDL代码输入和查看报告的代码输入和查看报告的ISEISE文本编辑器（文本编辑器（The ISE The ISE Text EditorText Editor），用于原理图编辑的工具），用于原理图编辑的工具ECSECS（The The Engineering Capture SystemEngineering

12、Capture System），用于生成），用于生成IP CoreIP Core的的Core Core GeneratorGenerator，用于状态机设计的，用于状态机设计的StateCADStateCAD以及用于约束文以及用于约束文件编辑的件编辑的Constraint EditorConstraint Editor等。等。第9页/共185页XilinxXilinx公司公司公司公司ISE10.1ISE10.1软件介绍软件介绍软件介绍软件介绍 -主要功能主要功能主要功能主要功能 2 2、综合：、综合：ISEISE的综合工具不但包含了的综合工具不但包含了XilinxXilinx自身提供自身提供的

13、综合工具的综合工具XSTXST，同时还可以内嵌，同时还可以内嵌Mentor GraphicsMentor Graphics公司公司的的Leonardo SpectrumLeonardo Spectrum和和SynplicitySynplicity公司的公司的SynplifySynplify，实现无，实现无缝链接。缝链接。3 3、仿真：、仿真：ISEISE本身自带了一个具有图形化波形编辑本身自带了一个具有图形化波形编辑功能的仿真工具功能的仿真工具HDL BencherHDL Bencher，同时又提供了使用，同时又提供了使用Model Model TechTech公司的公司的ModelsimMo

14、delsim进行仿真的接口。进行仿真的接口。第10页/共185页XilinxXilinx公司公司公司公司ISE10.1ISE10.1软件介绍软件介绍软件介绍软件介绍 -主要功能主要功能主要功能主要功能 4 4、实现：此功能包括了翻译、映射、布局布线等，、实现：此功能包括了翻译、映射、布局布线等，还具备时序分析、管脚指定以及增量设计等高级功能。还具备时序分析、管脚指定以及增量设计等高级功能。5 5、下载：下载功能包括了、下载：下载功能包括了BitGenBitGen，用于将布局布线，用于将布局布线后的设计文件转换为位流文件，还包括了后的设计文件转换为位流文件，还包括了IMPACTIMPACT，功，

15、功能是进行芯片配置和通信，控制将程序烧写到能是进行芯片配置和通信，控制将程序烧写到FPGAFPGA芯片芯片中去。中去。第11页/共185页XilinxXilinx公司公司公司公司ISE10.1ISE10.1软件介绍软件介绍软件介绍软件介绍 -ISE-ISE主界面窗口功能概述主界面窗口功能概述主界面窗口功能概述主界面窗口功能概述 1 1）左上角的窗口是源文件窗口，设计工程所包括的）左上角的窗口是源文件窗口，设计工程所包括的文件以分层的形式列出。文件以分层的形式列出。2 2）在该子窗口的下面是处理窗口，该窗口描述的是）在该子窗口的下面是处理窗口，该窗口描述的是对于选定的设计文件可以使用的处理流程。

16、对于选定的设计文件可以使用的处理流程。3 3）在）在ISEISE主界面最下面是脚本窗口，在该窗口中显示主界面最下面是脚本窗口，在该窗口中显示了消息、错误和警告的状态。同时还有了消息、错误和警告的状态。同时还有TclTcl脚本的交互和脚本的交互和文件中查找的功能。文件中查找的功能。4 4）在）在ISEISE的右上角是多文档的窗口，在该窗口可以查的右上角是多文档的窗口，在该窗口可以查看看htmlhtml的报告，的报告，ASCIIASCII码文件、原理图和仿真波形。通过码文件、原理图和仿真波形。通过选择选择View-Restore Default LayoutView-Restore Default

17、 Layout可以恢复界面的原始设可以恢复界面的原始设置。置。第12页/共185页XilinxXilinx公司公司公司公司ISE10.1ISE10.1软件介绍软件介绍软件介绍软件介绍 -源文件源文件源文件源文件(source(source）子窗口）子窗口）子窗口）子窗口 这个窗口有三个标签：源（这个窗口有三个标签：源（SourceSource）、）、SnapshotsSnapshots（快（快照）、照）、LibraryLibrary（库）。（库）。源标签内显示工程名、指定的芯片和设计相关文档。源标签内显示工程名、指定的芯片和设计相关文档。在设计视图的每一个文件都有一个相关的图标，这个在设计视图

18、的每一个文件都有一个相关的图标，这个图标显示的是文件的类型（图标显示的是文件的类型（HDLHDL文件、原理图、文件、原理图、IPIP核和文核和文本文件）。本文件）。+表示该设计文件包含了更低层次的设计表示该设计文件包含了更低层次的设计模模块。块。标签内显示的是目前所打开文件快照。一个快照是在标签内显示的是目前所打开文件快照。一个快照是在该工程里所有文件的一个拷贝。通过该标签可以察看报该工程里所有文件的一个拷贝。通过该标签可以察看报告、用户文档和源文件。该标签下所有的信息只读。告、用户文档和源文件。该标签下所有的信息只读。库标签内显示与当前工程相关的库。库标签内显示与当前工程相关的库。第13页/

19、共185页XilinxXilinx公司公司公司公司ISE10.1ISE10.1软件介绍软件介绍软件介绍软件介绍 -处理处理处理处理(process(process）子窗口）子窗口）子窗口）子窗口 在该窗口只有一个处理标签。该标签有下列功能：在该窗口只有一个处理标签。该标签有下列功能：添加已有文件；添加已有文件；创建新文件；创建新文件；察看设计总结（访问符号产生工具，例化模板，察察看设计总结（访问符号产生工具，例化模板，察看命令行历史和仿真库编辑）；看命令行历史和仿真库编辑）；用户约束文件（访问和编辑位置和时序约束）；用户约束文件（访问和编辑位置和时序约束）；综合（检查语法、综合、察看综合（检查

20、语法、综合、察看RTLRTL和综合报告）；和综合报告）；设计实现（访问实现工具，设计流程报告和其它一设计实现（访问实现工具，设计流程报告和其它一些工具）；些工具）；产生可编程文件（访问配置工具和产生比特流文件）产生可编程文件（访问配置工具和产生比特流文件）。第14页/共185页XilinxXilinx公司公司公司公司ISE10.1ISE10.1软件介绍软件介绍软件介绍软件介绍 -脚本（脚本（脚本（脚本（transcripttranscript）子窗口）子窗口）子窗口）子窗口 脚本子窗口有脚本子窗口有5 5个默认标签个默认标签:Console:Console，errorerror，warning

21、s warnings，Tcl shellTcl shell，find in filefind in file。ConsoleConsole标签显示错误、警告和信息。标签显示错误、警告和信息。X X表示错误，！表示错误，！表示警告。表示警告。WarningWarning标签只显示警告消息。标签只显示警告消息。ErrorError标签只显示错误消息。标签只显示错误消息。Tcl shellTcl shell标签是与设计人员的交互控制台。除了显示标签是与设计人员的交互控制台。除了显示错误、警告和信息外，还允许输入错误、警告和信息外，还允许输入ISEISE特定命令。特定命令。Find in fileFi

22、nd in file标签显示的是选择标签显示的是选择EditFind in FileEditFind in File操作后操作后的查询结果。的查询结果。第15页/共185页XilinxXilinx公司公司公司公司ISE10.1ISE10.1软件介绍软件介绍软件介绍软件介绍 -工作区（工作区（工作区（工作区（WorkspaceWorkspace）子窗口）子窗口）子窗口）子窗口 工作区子窗口提供了设计总结、文本编辑器、工作区子窗口提供了设计总结、文本编辑器、ISEISE仿真器仿真器/波形编辑器、原理图编辑器功能。波形编辑器、原理图编辑器功能。设计总结提供了关于该设计工程的更高级信息，包设计总结提供

23、了关于该设计工程的更高级信息，包括信息概况、芯片资源利用报告、与布局布线相关性能括信息概况、芯片资源利用报告、与布局布线相关性能数据、约束信息和总结信息等。数据、约束信息和总结信息等。源文件和其它文本文件可以通过设计人员指定的编源文件和其它文本文件可以通过设计人员指定的编辑工具打开。编辑工具的选择由辑工具打开。编辑工具的选择由Edit-PreferenceEdit-Preference属性决属性决定，默认定，默认ISEISE的文本编辑器，通过该编辑器可以编辑源的文本编辑器，通过该编辑器可以编辑源文件和用户文档，也可以访问语言模板。文件和用户文档，也可以访问语言模板。第16页/共185页Xili

24、nx公司公司ISE10.1软件设计流程介绍软件设计流程介绍-打开ISE软件时的面板 当以前使用过该软件时会默认打开上一个工程。第17页/共185页Xilinx公司公司ISE10.1软件设计流程介绍软件设计流程介绍-创建一个新工程第18页/共185页选择芯片选择综合工具选择仿真工具选择代码语言NextXilinx公司公司ISE10.1软件设计流程介绍软件设计流程介绍-创建一个新工程第19页/共185页这里可以新建一个文件，也可以在工程属性建立完成后在工程内新建，我们选择 NextXilinx公司公司ISE10.1软件设计流程介绍软件设计流程介绍-创建一个新工程第20页/共185页这里可以添加工程

25、文件，也可以在工程建立后添加，我们选择NextXilinx公司公司ISE10.1软件设计流程介绍软件设计流程介绍-创建一个新工程第21页/共185页给出了整个工程大致属性FinishXilinx公司公司ISE10.1软件设计流程介绍软件设计流程介绍-创建一个新工程第22页/共185页完成后在Sources窗口中显示工程文件夹以及工程所用芯片。在该窗口中右键可以新建文件，添加已经写好的文件，添加文件并复制该文件到工程文件夹中。Xilinx公司公司ISE10.1软件设计流程介绍软件设计流程介绍-创建一个新工程第23页/共185页该文件的实体名新建文件的类型，不同的类型有着不同的功能和意义。Xili

26、nx公司公司ISE10.1软件设计流程介绍软件设计流程介绍-创建一个新工程第24页/共185页端口名端口的类型及位数NextXilinx公司公司ISE10.1软件设计流程介绍软件设计流程介绍-添加实体端口第25页/共185页给出了该文件的概要FinishXilinx公司公司ISE10.1软件设计流程介绍软件设计流程介绍-添加实体端口第26页/共185页Xilinx公司公司ISE10.1软件设计流程介绍软件设计流程介绍-添加实体端口第27页/共185页双击gate文件自动生成实体结构生成了结构体框架只需加入逻辑语句即可Xilinx公司公司ISE10.1软件设计流程介绍软件设计流程介绍-自动生成文

27、件结构框架第28页/共185页添加的逻辑代码-之后为注释语句Xilinx公司公司ISE10.1软件设计流程介绍软件设计流程介绍-添加代码及注释第29页/共185页设计中常用的四个操作：综合、实现、生成bit文件、下载这个图标指示顶层文件选中顶层文件，Processes窗口中给出能操作的项目双击XST进行综合操作Xilinx公司公司ISE10.1软件设计流程介绍软件设计流程介绍第30页/共185页NextXilinx公司公司ISE10.1软件设计流程介绍软件设计流程介绍-添加波形仿真文件第31页/共185页选择所要仿真的VHDL文件NextXilinx公司公司ISE10.1软件设计流程介绍软件设

28、计流程介绍-添加波形仿真文件第32页/共185页给出该波形文件的相关属性FinishXilinx公司公司ISE10.1软件设计流程介绍软件设计流程介绍-添加波形仿真文件第33页/共185页仿真波形的设置界面：这里显示的主要是时钟方面的设置。Xilinx公司公司ISE10.1软件设计流程介绍软件设计流程介绍-添加波形仿真文件第34页/共185页增对该工程设置方式如图波形文件长度的设置FinishXilinx公司公司ISE10.1软件设计流程介绍软件设计流程介绍-添加波形仿真文件第35页/共185页在这里设置输入波形可以进行窗口的切换Xilinx公司公司ISE10.1软件设计流程介绍软件设计流程介

29、绍-添加波形仿真文件第36页/共185页切换到行为仿真如图设置输入波形并保存选中刚设计波形文件Processes窗口右键选择属性设置Xilinx公司公司ISE10.1软件设计流程介绍软件设计流程介绍-添加波形仿真文件第37页/共185页设置仿真时间与建立波形文件的时间相同点击OKXilinx公司公司ISE10.1软件设计流程介绍软件设计流程介绍-添加波形仿真文件第38页/共185页双击进行行为仿真仿真波形验证设计逻辑的正确性Xilinx公司公司ISE10.1软件设计流程介绍软件设计流程介绍-添加波形仿真文件第39页/共185页NextXilinx公司公司ISE10.1软件设计流程介绍软件设计流

30、程介绍-添加仿真文件第40页/共185页选择所要仿真的VHDL文件NextXilinx公司公司ISE10.1软件设计流程介绍软件设计流程介绍-添加波形仿真文件第41页/共185页给出该仿真文件的相关属性FinishXilinx公司公司ISE10.1软件设计流程介绍软件设计流程介绍-添加波形仿真文件第42页/共185页Xilinx公司公司ISE10.1软件设计流程介绍软件设计流程介绍-仿真文件初始化信息第43页/共185页添加的仿真代码Xilinx公司公司ISE10.1软件设计流程介绍软件设计流程介绍-添加仿真代码第44页/共185页Xilinx公司公司ISE10.1软件设计流程介绍软件设计流程

31、介绍-进行仿真选择“Behavioral simulation”,即行为仿真双击modelsim图标进行行为仿真仿真波形验证设计逻辑的正确性第45页/共185页通过通过Sources窗口切换到窗口切换到ImplementationNextUCF文件的属文件的属性概要性概要FinishXilinx公司公司ISE10.1软件设计流程介绍软件设计流程介绍-添加管脚约束文件（.UCF文件）第46页/共185页Xilinx公司公司ISE10.1软件设计流程介绍软件设计流程介绍-对管脚进行约束选中顶层文件在Processes窗口中双双击击进行对应管脚的约进行对应管脚的约束束保存关闭保存关闭 两种方法第47

32、页/共185页Xilinx公司公司ISE10.1软件设计流程介绍软件设计流程介绍-对管脚进行约束第48页/共185页单击选中双击查看Xilinx公司公司ISE10.1软件设计流程介绍软件设计流程介绍-查看或修改管脚约束文件第49页/共185页选中顶层文件双击进行实现操作双击产生.bit文件Xilinx公司公司ISE10.1软件设计流程介绍软件设计流程介绍-工程实现及产生位流文件第50页/共185页默认选择边界扫描方式默认选择边界扫描方式Xilinx公司公司ISE10.1软件设计流程介绍软件设计流程介绍-下载bit文件第51页/共185页点击Finish出现以下窗口弹出的窗口是为Prom配置文件

33、，这里不配置选择CancelXilinx公司公司ISE10.1软件设计流程介绍软件设计流程介绍-下载bit文件第52页/共185页 弹出的窗口是为芯片配置bit文件，选择gate.bit，点击OpenXilinx公司公司ISE10.1软件设计流程介绍软件设计流程介绍-下载bit文件第53页/共185页采用默认设置，点击okXilinx公司公司ISE10.1软件设计流程介绍软件设计流程介绍-下载bit文件第54页/共185页右键 点击ok出现下载进度条，下载成功后弹出：然后进行验证调试。Xilinx公司公司ISE10.1软件设计流程介绍软件设计流程介绍-下载bit文件第55页/共185页 EXC

34、D-1 EXCD-1开发板主要基于开发板主要基于Xilinx Spartan 3E FPGAXilinx Spartan 3E FPGA器件器件XC3S500E-PQ208 XC3S500E-PQ208，板上含有，板上含有2Mbytes2Mbytes的的FlashFlash和和1024K 1024K bytesbytes的的SRAMSRAM，以及各种输入输出设备。，以及各种输入输出设备。基于该板可以设计具有各种功能的数字系统，并可以基于该板可以设计具有各种功能的数字系统，并可以完成含有完成含有8 8位位PicoBlaze PicoBlaze 微控制器和微控制器和MicroBlaze7.0Mic

35、roBlaze7.0软核的嵌软核的嵌入式处理器系统。入式处理器系统。SOC实验室解决方案实验室解决方案EXCD-1硬件开发平台硬件开发平台第56页/共185页EXCD-1EXCD-1硬件开发平台介绍硬件开发平台介绍硬件开发平台介绍硬件开发平台介绍-硬件平台外观硬件平台外观硬件平台外观硬件平台外观SPARTAN-3FPGA芯片芯片FPGA专用专用PROM芯片芯片VGA接口接口RS232接口接口Flash扩展扩展IO口口扩展扩展IO口口50MHz晶振晶振高速扩展高速扩展IO口口JTAG下载电缆接口下载电缆接口电源插座电源插座第57页/共185页EXCD-1EXCD-1硬件开发平台介绍硬件开发平台介

36、绍硬件开发平台介绍硬件开发平台介绍-硬件平台资源硬件平台资源硬件平台资源硬件平台资源 1 1）SRAMSRAM：1024Bytes1024Bytes静态静态RAMRAM存储器存储器(512k x 16)(512k x 16)2 2）FlashFlash：2Mbytes Flash2Mbytes Flash存储器存储器(1M x 16)(1M x 16)3 3）按键开关：）按键开关：4 4个按键开关个按键开关 4 4）拨码开关：）拨码开关：8 8个拨码开关个拨码开关 5 5）时钟资源：）时钟资源：50MHZ50MHZ晶振晶振 6 6）VGAVGA接口接口:受受JP2JP2控制，控制，JP2JP2

37、拨到上面为拨到上面为VGAVGA模式模式 7 7）串行接口：采用）串行接口：采用DB9DB9连接器连接器 8 8）PS/2PS/2接口：采用接口：采用PS/2PS/2连接器，进行鼠标连接器，进行鼠标/键盘连接键盘连接 9 9）IOIO扩展接口：扩展接口：4 4个个1212脚脚I/OI/O扩展接口扩展接口 1010）6868脚脚SCSISCSI接口：接口：外部外部I/OI/O扩展接口扩展接口第58页/共185页EXCD-1EXCD-1硬件开发平台介绍硬件开发平台介绍硬件开发平台介绍硬件开发平台介绍-SPARTAN-3E-SPARTAN-3E芯片特点及功能芯片特点及功能芯片特点及功能芯片特点及功能

38、 Spartan-3E Spartan-3E是目前是目前SpartanSpartan系列最新的产品，具有系统系列最新的产品，具有系统门数从门数从1010万到万到160160万的多款芯片，是在万的多款芯片，是在Spartan-3Spartan-3成功的基成功的基础上进一步改进的产品，提供了比础上进一步改进的产品，提供了比Spartan-3Spartan-3更多的更多的I/OI/O端端口和更低的单位成本，是口和更低的单位成本，是XilinxXilinx公司性价比最高的公司性价比最高的FPGAFPGA芯芯片。片。由于更好地利用了由于更好地利用了90nm90nm技术，在单位成本上实现了技术，在单位成本

39、上实现了更多的功能和处理带宽，是更多的功能和处理带宽，是XilinxXilinx公司新的低成本产品代公司新的低成本产品代表，是表，是ASICASIC的有效替代品，主要面向消费电子应用，如的有效替代品，主要面向消费电子应用，如宽带无线接入、家庭网络接入以及数字电视设备等。宽带无线接入、家庭网络接入以及数字电视设备等。第59页/共185页EXCD-1EXCD-1硬件开发平台介绍硬件开发平台介绍硬件开发平台介绍硬件开发平台介绍-SPARTAN-3E-SPARTAN-3E芯片特点及功能芯片特点及功能芯片特点及功能芯片特点及功能第60页/共185页EXCD-1EXCD-1硬件开发平台介绍硬件开发平台介绍

40、硬件开发平台介绍硬件开发平台介绍-SPARTAN-3E-SPARTAN-3E芯片特点及功能芯片特点及功能芯片特点及功能芯片特点及功能其主要特点如下：其主要特点如下：n n采用采用90nm 90nm 工艺；工艺；n n大量用户大量用户I/OI/O端口，最多可支持端口，最多可支持376376个个I/OI/O端口或者端口或者156156对差分端口；对差分端口；n n端口电压为端口电压为3.3V3.3V、2.52.5、1.8V1.8V、1.5V1.5V、1.2V 1.2V；n n单端口传输速率可以达到单端口传输速率可以达到622Mbps 622Mbps，支持，支持DDRDDR接口；接口；n n最多可达

41、最多可达3636个专用乘法器、个专用乘法器、648 BRAM648 BRAM、231k 231k 分布式分布式RAMRAM；n n宽时钟频率以及多个专用数字时钟管理模块宽时钟频率以及多个专用数字时钟管理模块(DCM)(DCM)。第61页/共185页PicoBlaze8PicoBlaze8位微控制器的设计实现位微控制器的设计实现位微控制器的设计实现位微控制器的设计实现-设计内容设计内容设计内容设计内容 PicoBlaze 8 PicoBlaze 8位微控制器设计由六个实验构成：位微控制器设计由六个实验构成：1 1）实验一：）实验一：XilinxXilinx工具流程工具流程 2 2）实验二：）实验

42、二：Architecture WizardArchitecture Wizard和和PACE PACE 3 3）实验三：全局时钟约束）实验三：全局时钟约束 4 4）实验四：综合技术）实验四：综合技术 5 5）实验五：核生成器（）实验五：核生成器（IPIP核生成器）核生成器）6 6）实验六：）实验六：ChipScope ProChipScope Pro调试调试第62页/共185页实验一：实验一：实验一：实验一：XilinxXilinx工具流程工具流程工具流程工具流程-设计结构原理设计结构原理设计结构原理设计结构原理PicoBlazeD Q enInstructionROM AddressInst

43、ructionsIn_portout_port7:0port_id7:0write_strobeD Q enport_id1port_id2Interrupt_ackcontrol Interrupt_eventcounterwaveformsinterrupt用户产生外部中断用户产生外部中断显示显示SW中断计数器的值中断计数器的值第63页/共185页实验一：实验一：实验一：实验一：XilinxXilinx工具流程工具流程工具流程工具流程-实验任务实验任务实验任务实验任务 了解了解ISEISE软件工具的使用，将完成和实现一个已经存软件工具的使用，将完成和实现一个已经存在的在的PicoBlaze

44、PicoBlaze设计。该实验由下面步骤实现：设计。该实验由下面步骤实现：步骤步骤1 1：创建一个新的工程：创建一个新的工程 步骤步骤2:2:添加设计文件到工程添加设计文件到工程 步骤步骤3:3:汇编程序汇编程序 步骤步骤4:4:完成设计完成设计 步骤步骤5:5:实现实现HDLHDL行为仿真行为仿真 步骤步骤6:6:实现（实现（ImplementImplement）设计）设计第64页/共185页实验一：实验一：实验一：实验一：XilinxXilinx工具流程工具流程工具流程工具流程-创建工程创建工程创建工程创建工程 打开打开ISEISE：点击桌面图标点击桌面图标 ，或选择，或选择 开始开始-所

45、有程序所有程序-Xilinx ISE Design Suite10.1-ISE-Project Xilinx ISE Design Suite10.1-ISE-Project NevigatorNevigator 在在ISEISE主界面下，在主菜单下选择主界面下，在主菜单下选择File-New ProjectFile-New Project出现下面的界面出现下面的界面12第65页/共185页实验一：实验一：实验一：实验一：XilinxXilinx工具流程工具流程工具流程工具流程-创建工程创建工程创建工程创建工程1）HDL:顶层设计使顶层设计使用用HDL语言输入实现语言输入实现2）Schemat

46、ic:顶层设顶层设计使用原理图输入实计使用原理图输入实现现3）EDIF:顶层设计使顶层设计使用电子设计交换格式用电子设计交换格式（网表）实现。（网表）实现。4）NGC/NGD:顶层设顶层设计使用计使用NGC/NGD网网表实现。表实现。鼠标点击鼠标点击3第66页/共185页实验一：实验一：实验一：实验一：XilinxXilinx工具流程工具流程工具流程工具流程-创建工程创建工程创建工程创建工程 在在在在Device PropertiesDevice Properties界面界面界面界面中，选择合适的：中，选择合适的：中，选择合适的：中，选择合适的：1)1)产品范围产品范围产品范围产品范围(pro

47、duct(product category)category)2)2)芯片的系列芯片的系列芯片的系列芯片的系列(Family)(Family)3)3)具体的芯片型号具体的芯片型号具体的芯片型号具体的芯片型号(Device)(Device)4)4)封装类型（封装类型（封装类型（封装类型（PackagePackage）5)5)速度信息（速度信息（速度信息（速度信息（speedspeed）6)6)综合工具（综合工具（综合工具（综合工具（Synthesis Tool)Synthesis Tool)7)7)仿真工具（仿真工具（仿真工具（仿真工具（SimulatorSimulator）8)8)设计语言（设

48、计语言（设计语言（设计语言（Preferred Preferred LanguageLanguage）。）。）。）。左图是参数的具体设置左图是参数的具体设置左图是参数的具体设置左图是参数的具体设置 鼠标点击鼠标点击4第67页/共185页实验一：实验一：实验一：实验一：XilinxXilinx工具流程工具流程工具流程工具流程-创建工程创建工程创建工程创建工程 创建新源文件创建新源文件窗口，由于这些窗口，由于这些设计文件已经存设计文件已经存在，在此不需要在，在此不需要建立新的文件。建立新的文件。鼠标点击鼠标点击5第68页/共185页实验一：实验一：实验一：实验一：XilinxXilinx工具流程工

49、具流程工具流程工具流程-创建工程创建工程创建工程创建工程 左图显示添加左图显示添加已经存在的文件已经存在的文件对话框界面。对话框界面。6鼠标点击鼠标点击第69页/共185页实验一：实验一：实验一：实验一：XilinxXilinx工具流程工具流程工具流程工具流程-创建工程创建工程创建工程创建工程 定位所要定位所要添添加文件的目加文件的目录，然后点录，然后点击击打开按钮。打开按钮。7第70页/共185页实验一：实验一：实验一：实验一：XilinxXilinx工具流程工具流程工具流程工具流程-创建工程创建工程创建工程创建工程 文件被添加进文件被添加进来，然后点击来，然后点击“Next”Next”按钮

50、。按钮。8第71页/共185页实验一：实验一：实验一：实验一：XilinxXilinx工具流程工具流程工具流程工具流程-创建工程创建工程创建工程创建工程 工程总结工程总结界面，点界面，点击击“Finish”“Finish”按钮。按钮。9第72页/共185页实验一：实验一：实验一：实验一：XilinxXilinx工具流程工具流程工具流程工具流程-创建工程创建工程创建工程创建工程 至此，工程至此，工程的框架就这样完的框架就这样完成了。成了。10第73页/共185页实验一：实验一：实验一：实验一：XilinxXilinx工具流程工具流程工具流程工具流程-创建工程创建工程创建工程创建工程 主界面主界面