实验一 Xilinx-ISE13软件使用 (2).pdf

Xilinx-ISE13软件使用与计数器相关实验 一、实验目的 在本实验中，我们将学习使用Xilinx ISE13.1软件开发可编程逻辑器件，了解采用可编程逻辑器件实现数字电路与系统的方法，学习使用Verilog HDL描述数字逻辑电路与系统的方法，并掌握分层次、分模块的电路设计方法。 二、实验条件 在本实验中，我们将使用PC机、Xilinx ISE13.1软件、USB下载线、Digilent Adept软件（2.0或更新版）和Xilinx大学计划开发板Basys2等设备。 三、预习要求 在开始实验之前，我们需要阅读实验原理及参考资料，了解使用Xilinx ISE13.1软件开发Xilinx可编程器件，设计实现所需电子系统的流程。 四、实验原理 4.1 可编程器件开发流程 Xilinx ISE13.1软件是全球领先的可编程逻辑完整解决方案的供应商，研发、制造并销售应用范围广泛的高级集成电路、软件设计工具以及定义系统级功能的IP（Intellectual Property）核。ISE13.1软件集成了FPGA开发需要的所有功能，其主要特点有： * 包含了Xilinx新型SmartCompile技术，可以将实现时间缩减2.5倍，能在最短的时间内提供最高的性能，提供了一个功能强大的设计收敛环境； * 全面支持Virtex-5系列器件（业界首款65nm FPGA）； * 集成式的时序收敛环境有助于快速、轻松地识别FPGA设计的瓶颈； * 可以节省一个或多个速度等级的成本，并可在逻辑设计中实现最低的总成本。 4.2 Xilinx ISE13.1软件概要介绍 ISE Project Navigator 13.x是Xilinx公司的FPGA开发工具，提供了一个功能强大的设计收敛环境。其主要特点有： * 设计输入：ISE提供的设计输入工具包括用于HDL代码输入和查看报告的ISE文本编辑器、用于原理图编辑的工具ECS、用于生成IP Core的Core Generator、用于状态机设计的StateCAD以及用于约束文件编辑的Constraint Editor等； * 综合：ISE的综合工具不但包含了Xilinx自身提供的综合工具XST，同时还可以内嵌Mentor Graphics公司的LeonardoSpectrum和Synplicity公司的Synplify，实现无缝链接； * 仿真：ISE本身自带了一个具有图形化波形编辑功能的仿真工具HDL Bencher，同时又提供了使用Model Tech公司的Modelsim进行仿真的接口； * 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； * 下载：下载功能包括了BitGen，用于将布局布线后的设计文件转换为位流文件，还包括了ImPACT，功能是进行设备配置和通信，控制将程序烧写到FPGA芯片中去。 五、使用Xilinx ISE13.1软件开发可编程器件的流程 4.3.1 新建工程 我们需要开启ISE13.1软件，开始一个新的工程。在ISE13.1软件环境下，我们可以根据自己的需求选择合适的FPGA器件系列和参数。然后，我们可以根据实验板芯片系列进行选择，并选择合适的FPGA名称、包装和速度等级。 4.3.2 设计输入 在设计输入阶段，我们可以使用ISE提供的设计输入工具，例如ISE文本编辑器、ECS、Core Generator、StateCAD和Constraint Editor等。这些工具可以帮助我们快速设计和实现FPGA器件。 4.3.3 综合和仿真 在综合和仿真阶段，我们可以使用ISE的综合工具和仿真工具，例如XST、LeonardoSpectrum、Synplify和HDL Bencher等。这些工具可以帮助我们快速实现和验证FPGA器件的设计。 4.3.4 实现和下载 在实现和下载阶段，我们可以使用ISE的实现工具和下载工具，例如翻译、映射、布局布线和BitGen等。这些工具可以帮助我们快速实现和下载FPGA器件的设计。 在本实验中，我们学习了使用Xilinx ISE13.1软件开发可编程器件的方法，了解了采用可编程逻辑器件实现数字电路与系统的方法，并掌握了分层次、分模块的电路设计方法。