第4章--仿真与设计工具安装-FPGA应用技术基础教程-[电子教案]课件.ppt

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1、第第4 4章章 仿真与设计工具安装仿真与设计工具安装l重点重点安装安装 ISE9.1软件软件 安装安装EDK9.1软件软件 ChipScopePro 9.1安装安装 驱动安装及程序下载流程驱动安装及程序下载流程 编译工具编译工具 KCPSM3 的使用的使用 l概概 述述 ISE（Integrated Software Environment）是）是集成综合环境的简称，是集成综合环境的简称，是Xilinx提供的一套工具集，提供的一套工具集，其集成的工具可以完成整个其集成的工具可以完成整个FPGA/CPLD的开发过的开发过程。程。ISE的工具包分为综合工具、仿真工具、实现的工具包分为综合工具、仿真

2、工具、实现工具、辅助设计工具和其他工具等工具、辅助设计工具和其他工具等5类。类。4.1 安装安装 ISE9.1软件软件 ISE的主要特点如下：的主要特点如下：（1）它是一个集成环境，可以完成整个）它是一个集成环境，可以完成整个FPGA/CPLD开发过程；开发过程；（2）ISE接口设计风格简洁流畅，易学易用；接口设计风格简洁流畅，易学易用；（3）ISE有丰富的在线帮助信息，结合有丰富的在线帮助信息，结合Xilinx的技术支持网站，的技术支持网站，一般设计过程中可能遇到的问题都能得到很好的解决；一般设计过程中可能遇到的问题都能得到很好的解决；（4）ISE有强大的设计辅助功能。有强大的设计辅助功能。

3、lISE9.1的安装的安装 第一步：打开第一步：打开“XILINX 9.1i DVD.iso”活页夹中的活页夹中的“ISE9.1i”（用（用Daemon400或其他虚拟光驱软件打开），或其他虚拟光驱软件打开），单击单击“Next”按钮，如图按钮，如图4.1所示。所示。图图4.1第二步：输入序列号。其序列号在第二步：输入序列号。其序列号在“DSPWorkShopSoft.iso”文件夹下的文件夹下的“XILINX注册号注册号.txt”文件内，名称为文件内，名称为“ISE SIM 9.1i key”。输入后单击。输入后单击“Next”按钮，如图按钮，如图4.2所示。所示。图图4.2第四步：选择第四

4、步：选择“I accept the terms of this software license”选项，并单击选项，并单击“Next”按钮，如图按钮，如图4.4所示。所示。图图4.4第五步：选择第五步：选择“I accept the terms of this software license”选项，并单击选项，并单击“Next”按钮，如图按钮，如图4.5所示。所示。图图4.5第六步：默认路径为第六步：默认路径为c:Xilinx，单击，单击“Next”按钮，如图按钮，如图4.6所示。所示。图图4.6第八步：单击第八步：单击“Next”按钮，如图按钮，如图4.8所示。所示。图图4.8第九步：单击

5、第九步：单击“Next”按钮，如图按钮，如图4.9所示。所示。图图4.9第十一步：开始安装第十一步：开始安装，如图，如图4.11所示。所示。图图4.11安装完成安装完成lEDK9.1的安装的安装 第一步：打开第一步：打开“XILINX 9.1i DVD.iso”文件夹中的文件夹中的“EDK9.1i”（用（用Daemon400或其他虚拟光驱软件打开），或其他虚拟光驱软件打开），单击单击“Next”按钮，如图按钮，如图4.12所示。所示。图图4.12第二步：输入序列号。其序列号在第二步：输入序列号。其序列号在“DSPWorkShopSoft.iso”文件夹下的文件夹下的“XILINX 注册号注册号

6、.txt”文件内，名称为文件内，名称为“ISE SIM 9.1i key”。输入后单击。输入后单击“Next”按钮；选择按钮；选择“INSTALL EDK”后，弹出如下窗口，后，弹出如下窗口，单击单击“Next”按钮，如图按钮，如图4.13所示。所示。图图4.13第四步：选择第四步：选择“I accept the terms of this software license”选项，并单击选项，并单击“Next”按钮，如图按钮，如图4.15所示。所示。图图4.15第五步：默认路径为第五步：默认路径为c:EDK，单击，单击“Next”按钮，如图按钮，如图4.16所示。所示。图图4.16第六步：单击

7、第六步：单击“Next”按钮，如图按钮，如图4.17所示。所示。图图4.17第七步：单击第七步：单击“Next”按钮，如图按钮，如图4.18所示。所示。图图4.18第八步：可以安装第八步：可以安装AVS，单击，单击“Next”按钮，如图按钮，如图4.19所示。所示。图图4.19第十步：开始安装，如图第十步：开始安装，如图4.21所示。所示。图图4.21第十一步：安装结束，单击第十一步：安装结束，单击“OK”按钮，退出按钮，退出EDK9.1的安装。的安装。l概概 述述 ChipScope Pro（在线逻辑分析仪，也叫做片内逻（在线逻辑分析仪，也叫做片内逻辑分析仪）具有传统逻辑分析仪的功能，是针对

8、辑分析仪）具有传统逻辑分析仪的功能，是针对Xilinx Virtex-II Pro等系列等系列FPGA的在线片内信号分的在线片内信号分析工具，主要功能是通过析工具，主要功能是通过JTAG口，实时在线地提口，实时在线地提取出取出FPGA芯片内的被检测信号。芯片内的被检测信号。4.3 ChipScopePro 9.1安装安装 ChipScope Pro应用的方法如下：用户可以使用应用的方法如下：用户可以使用ChipScope Pro内核生成器生成的示例代码插入内核生成器生成的示例代码插入HDL源程序中，从而将源程序中，从而将ICON,ILA等内核插入到设计中，也可以使用等内核插入到设计中，也可以使

9、用ChipScope Pro内核插入器将内核插入器将ICON,ILA等内核直接插入到已经综合完成的设等内核直接插入到已经综合完成的设计网表中。然后，利用计网表中。然后，利用ISE的综合工具进行综合布线，生成配的综合工具进行综合布线，生成配置文件。接下来用户就可以通过置文件。接下来用户就可以通过ChipScope Pro分析仪软件将分析仪软件将配置数据流下载到待测的器件中，进行分析测试。配置数据流下载到待测的器件中，进行分析测试。l安装安装ChipScope Pro 9.1软件软件 第一步：打开第一步：打开“ChipScope Pro 9.1i”安装文件（用安装文件（用Daemon400或其他虚

10、拟光驱软件打开），如图或其他虚拟光驱软件打开），如图4.22所示。所示。图图4.22第三步：在弹出的对话框中单击第三步：在弹出的对话框中单击“Yes”按钮，如图按钮，如图4.24所示。所示。图图4.24第四步：输入用户信息，单击第四步：输入用户信息，单击“Next”按钮，如图按钮，如图4.25所示。所示。图图4.25第六步：输入序列号，单击第六步：输入序列号，单击“Next”按钮，如图按钮，如图4.27所示。所示。图图4.27第七步：单击第七步：单击“Next”按钮，如图按钮，如图4.28所示。所示。图图4.28第八步：单击第八步：单击“Next”按钮，如图按钮，如图4.29所示。所示。图图4

11、.29第九步：开始安装，如图第九步：开始安装，如图4.30所示。所示。图图4.30第十步：安装完成，单击第十步：安装完成，单击“Finish”按钮退出安装，如图按钮退出安装，如图4.31所示。所示。图图4.31l注意注意 Xilinx设计生产了设计生产了Xilinx Parallel Cable III兼容型下兼容型下载电缆，此下载电缆不需要驱动。若自配一个载电缆，此下载电缆不需要驱动。若自配一个USB下载电缆，则需要安装驱动。下载电缆，则需要安装驱动。4.4 驱动安装及程序下载流程驱动安装及程序下载流程 第一步：第一步：将将Xilinx USB下载电缆的下载电缆的USB插头插入插头插入PC机

12、的机的USB插槽中，另一端与板卡的插槽中，另一端与板卡的J11相接，启动计相接，启动计算机后识别算机后识别Xilinx USB下载电缆硬件，识别后安装其下载电缆硬件，识别后安装其驱动程序。选择从列表或指定位置安装，单击驱动程序。选择从列表或指定位置安装，单击“下一下一步步”按钮，如图按钮，如图4.32所示。所示。lXilinx USB下载电缆的驱动安装下载电缆的驱动安装 图图4.32第二步：第二步：将将install_cable文件包拷贝到一个目录下，单击文件包拷贝到一个目录下，单击“浏浏览览”按钮按钮，选择此文件包的目录，单击按钮按钮，选择此文件包的目录，单击“下一步下一步”按钮，按钮，如图

13、如图4.33所示。所示。图图4.33第三步：第三步：待软件安装完成后，单击待软件安装完成后，单击“完成完成”按钮，完成驱动安按钮，完成驱动安装。如果再次出现扫描到硬件，则重复以上步骤，如图装。如果再次出现扫描到硬件，则重复以上步骤，如图4.34所所示。示。图图4.34第四步：第四步：安装完毕后打开控制面板查看系统中的设备管理器，安装完毕后打开控制面板查看系统中的设备管理器，如果出现如下结果，则证明硬件连接成功，否则需检查硬件是如果出现如下结果，则证明硬件连接成功，否则需检查硬件是否连接正确和否连接正确和USB驱动安装是否安装正确，如图驱动安装是否安装正确，如图4.35所示。所示。图图4.35第

14、一步：第一步：插好下载电缆，板卡上电后，单击插好下载电缆，板卡上电后，单击StartProgramsXilinx ISE9.1i AccessoriesiMPACT，出现，出现iMPACT Project对话框，对话框，如图如图4.36所示。所示。图图4.36lISE9.1程序下载流程程序下载流程 第二步：第二步：单击单击“Cancel”按钮后，双击按钮后，双击Flows窗口中的窗口中的“Boundary Scan”(边界扫描边界扫描)，如图，如图4.37所示。所示。图图4.37第三步：第三步：操作快捷键操作快捷键Ctrl+I，当等到弹出，当等到弹出Assign New Configurati

15、on File对话框后，前两个器件都选择对话框后，前两个器件都选择“bypass”按钮，最后一个器件单击所要下载的按钮，最后一个器件单击所要下载的bit文件（此文件所在目文件（此文件所在目录不可有中文），单击录不可有中文），单击“Open”按钮，弹出按钮，弹出“Add Virtex-/II Pro/Virtex04.”对话框，单击对话框，单击“OK”按钮后弹出一个警告信按钮后弹出一个警告信息，单击息，单击“OK”按钮，如图按钮，如图4.38所示。所示。图图4.38第四步：第四步：单击单击xc2vp30这个这个device，变成绿色，且，变成绿色，且iMPACT Processes窗口出现可执行

16、的操作，如图窗口出现可执行的操作，如图4.39所示。所示。图图4.39第五步：第五步：双击双击iMPACT Processes窗口中的窗口中的“Program”，或，或者直接右键单击者直接右键单击xc2vp30这个这个device，选择，选择“Program”。弹。弹出出Programming Properties对话框，单击对话框，单击“OK”按钮，如按钮，如图图4.40所示。所示。图图4.40第六步：第六步：程序开始下载，如果下载程序成功，则出现程序开始下载，如果下载程序成功，则出现Program Succeeded；如果失败，则出现；如果失败，则出现Program Failed，需要重新

17、查找问题，如图，需要重新查找问题，如图4.41所示。所示。图图4.41KCPSM是一个简单的是一个简单的8位微处理器，所占资源位微处理器，所占资源很少，在一个很少，在一个Spartan-3,Virtex-及及Virtex-PRO设备中，可以使用多个设备中，可以使用多个KCPSM的宏块的宏块来简化设计，实现无时间临界要求的复杂状态来简化设计，实现无时间临界要求的复杂状态机。机。KCPSM3宏提供宏提供VHDL源码，因此可以按源码，因此可以按照照VHDL的设计流程使用的设计流程使用KCPSM宏。宏。KCPSM也支持其他的设计语言（如也支持其他的设计语言（如Verilog,COE,NGC等）。等）。

18、lKCPSM3介绍介绍 4.5 编译工具编译工具 KCPSM3 的使用的使用 KCPSM3是是“(K)constant coded programmable state machine”的缩写。的缩写。KCPSM3提供一个提供一个DOS的可执行应用程序的可执行应用程序KCPSM3.EXE和和三个模板文件三个模板文件ROM_form.vhd,ROM_from.v,ROM_form.coe，所有这些文件需要复制在同一个目录下。，所有这些文件需要复制在同一个目录下。用户的程序要用记事本或写字板工具的格式写，文件名后缀用户的程序要用记事本或写字板工具的格式写，文件名后缀用用“.psm”，长度少于，长度

19、少于8个字符。个字符。lKCPSM3编译工具编译工具 KCPSM是一个占用资源很少的微处理器，作为软核可以利是一个占用资源很少的微处理器，作为软核可以利用用FPGA的逻辑资源产生。虽然它可以处理数据，但是一般的逻辑资源产生。虽然它可以处理数据，但是一般情况下它被作为状态机来使用。情况下它被作为状态机来使用。KCPSM3.EXE可以在可以在DOS环境下运行，编译命令是环境下运行，编译命令是KCPSM3*.psm。该命令可以在。该命令可以在DOS的汇编编译系统中执的汇编编译系统中执行，系统会利用行，系统会利用.psm的文件（汇编源文件）自动生成的文件（汇编源文件）自动生成ISE工工具可读的具可读的

20、VHDL/Verilog格式文件，并用于综合和仿真。格式文件，并用于综合和仿真。l编译工具的使用方法编译工具的使用方法单击开始单击开始所有程序所有程序附件附件命令提示符，在弹出的命令提示符，在弹出的对话框中输入对话框中输入E：回车，进入本地磁盘：回车，进入本地磁盘E盘，如图盘，如图4.42所示。所示。图图4.42输入输入cd 01.ISE9.1KCPSM3Assembler（路径名）后（路径名）后按按“回车回车”键，如图键，如图4.43所示。所示。图图4.43输入输入KCPS M3*（文件名）（文件名）.psm后按后按“回车回车”键，自键，自动生成动生成VHDL/Verilog格式文件工作完成

21、，如图格式文件工作完成，如图4.44所所示。示。图图4.44思考题思考题 4.1 查阅资料，了解查阅资料，了解ISE9.1,EDK9.1,ChipScope 9.1,KCPSM3等仿真与设计工具的作用与使用流程。等仿真与设计工具的作用与使用流程。4.2 查阅资料，了解一般逻辑分析仪的工作原理，说查阅资料，了解一般逻辑分析仪的工作原理，说明片内逻辑分析仪的特点是什么？明片内逻辑分析仪的特点是什么？4.3 简要说明使用简要说明使用ISE进行下载的流程。进行下载的流程。4.4 KCPSM3编译工具的作用是什么编译工具的作用是什么?如何使用该编如何使用该编译工具？译工具？4.5 本章所介绍的应用软件的安装要考虑哪些问题？本章所介绍的应用软件的安装要考虑哪些问题？如何学习这些软件？学习这些软件的流程是什么？如何学习这些软件？学习这些软件的流程是什么？