2-4基于ise的fpga開發(fā)入門教程

1、Revi HistoryDraft DateRevi No.Description1.初始版本。2014/04/13V1.0公司官網(wǎng)：公司總機：020-8998-6280 技術(shù)：020-3893-97341/48技術(shù)：銷售郵箱：技術(shù)郵箱：su基于 ISE 的 FPGA 開發(fā)入門1 工程新建和程序編寫31.1新建工程31.2新建模塊文件91.3編寫程序122 程序仿真152.1新建仿真文件152.2設(shè)置仿真參數(shù)182.3仿真223 時序和引腳約束254 程序和燒寫304.1編譯程序314.2程序. 324.3程序燒寫38幫助48公司官網(wǎng)：公司總機：020-8998-6280技術(shù)：020-3893

2、-97342/48技術(shù)：銷售郵箱：技術(shù)郵箱：su目 錄在進行開發(fā)前，請查看如下開發(fā)流程圖：圖 11 工程新建和程序編寫1.1 新建工程（1）雙擊桌面如下圖標打開 ISE：圖 2雙擊后彈出如下界面：公司官網(wǎng)：公司總機：020-8998-6280技術(shù)：020-3893-97343/48技術(shù)：銷售郵箱：技術(shù)郵箱：su圖 3（2）點擊“File - New Project”，彈出如下界面：公司官網(wǎng)：公司總機：020-8998-6280 技術(shù)：020-3893-97344/48技術(shù)：銷售郵箱：技術(shù)郵箱：su圖 4（3）以點亮 LED 程序為例，輸入工程名字“LED”，文件保存路徑可以根據(jù)個人情況修改，此

3、處修改為“C:Spartan-6”，如下圖所示：公司官網(wǎng)：公司總機：020-8998-6280 技術(shù)：020-3893-97345/48技術(shù)：銷售郵箱：技術(shù)郵箱：su圖 5（4）點擊 Next，彈出配置界面，根據(jù)實際情況設(shè)置、型號、封裝、開發(fā)語言和速度等參數(shù)，這里以 Spartan6 XC6SLX9 為例，如下圖所示：公司官網(wǎng)：公司總機：020-8998-6280 技術(shù)：020-3893-97346/48技術(shù)圖 6（5）點擊 Next，彈出工程總體信息界面：公司官網(wǎng)：公司總機：020-8998-6280 技術(shù)：020-3893-97347/48技術(shù)圖 7（6）點擊“Finish”，彈出如下界面

4、：公司官網(wǎng)：公司總機：020-8998-6280 技術(shù)：020-3893-97348/48技術(shù)圖 81.2 新建模塊文件（1）右擊工程，在彈出的界面中點擊“New Source”，如下圖所示：公司官網(wǎng)：公司總機：020-8998-6280 技術(shù)：020-3893-97349/48技術(shù)圖 9（2）在彈出的界面的“Verilog Module”選項后面輸入模塊文件名字“LED”，如下圖所示：圖10公司官網(wǎng)：公司總機：020-8998-6280技術(shù)：020-3893-973410/48技術(shù)（3）點擊 Next，彈出引腳約束窗口，由于后面使用文本程序來約束，此處請直接點擊Next。圖 11（4）點擊

5、Next 后，彈出如下界面：圖12公司官網(wǎng)：公司總機：020-8998-6280技術(shù)：020-3893-973411/48技術(shù)（5）點擊 Finish，完成模塊文件新建。此時會在右側(cè)出現(xiàn)程序編輯窗口，如下圖所示：圖 131.3（1）將如下 FPGA 程序到模塊文件編輯框中。本程序?qū)崿F(xiàn)流水燈功能，板上 6 個LED 依次被點亮，間隔 0.5S。module LED#(parameterN = 25,/計數(shù)器位寬M = 25000000/模 M 計數(shù)器公司官網(wǎng)：公司總機：020-8998-6280 技術(shù)：020-3893-973412/48技術(shù)編寫程序)(input wire clk,input

6、wire rst,outputreg 5:0led);/信號regN-1:0c1; /clk 計數(shù)器/主體部分/流水燈always(edgeclk,negedgerst)beginif(!rst)beginc1=0;led=6b111110;/計數(shù)器和 LED 復(fù)位endelseif(c1M-1)c1=c1+1b1;/對 clk 計數(shù)elsebegin c1=0;ledxc6slx9-2csg324-Compile HDL Simulation Libraries-ProsProperties”，如下圖所示：公司官網(wǎng)：公司總機：020-8998-6280 技術(shù)：020-3893-973418/

7、48技術(shù)圖 21 參數(shù)，一般默認就是正確的設(shè)置（備注：在此操（2）在彈出的界面中設(shè)置 作之前，請確保已經(jīng)正確安裝 SE-64 10.1c 和 ISE 仿真庫文件路徑），如下圖所示：公司官網(wǎng)：公司總機：020-8998-6280技術(shù)：020-3893-973419/48技術(shù)圖 22（3）點擊 OK（4）修改 LED_tb.v 中的仿真程序為如下：圖 23公司官網(wǎng)：公司總機：020-8998-6280 技術(shù)：020-3893-973420/48技術(shù)圖 24為了縮短仿真時間，方便觀察，將計數(shù)器 c1 的模值 M 由默認的 25000000，例化為25。若仿真成功將看到5:0led 從 111110

8、開始每隔 500ns 循環(huán)。moduleLED_tb;/時鐘周期localparam T = 20;/ Inputsregclk;regrst;/ Outputswire 5:0 led;/ Instantiate the Unit Under Test (UUT)LED #(.N(5),.M(25)uut (.clk(clk), .rst(rst), .led(led)公司官網(wǎng)：公司總機：020-8998-6280技術(shù)：020-3893-973421/48技術(shù));/產(chǎn)生周期為 Tns 的時鐘信號always beginclk = 1;#(T/2);clk = 0;#(T/2);end/產(chǎn)生復(fù)

9、位信號，信號寬度為 1.5 個 Tinitial beginrst = 0;#(1.5*T);rst = 1;endendmodule仿真2.3（1）雙擊“LED_tb.v-Simulate Behavioral M”，如下圖所示：公司官網(wǎng)：公司總機：020-8998-6280 技術(shù)：020-3893-973422/48技術(shù)圖 25（2）雙擊后會彈出如下仿真界面：圖 26公司官網(wǎng)：公司總機：020-8998-6280技術(shù)：020-3893-973423/48技術(shù)圖 27如果以上窗口沒有自動彈出，可以點擊以下圖中“Ware - Defalt”的彈出窗口。圖 28（3）選擇 Wave，設(shè)置仿真時間

10、為 1us，并點擊 Run 按鈕，如下圖所示：公司官網(wǎng)：公司總機：020-8998-6280技術(shù)：020-3893-973424/48技術(shù)圖 29點擊后，為方便查看點擊可以點擊“菜單 View-Zoom-Zoom Full”，然后按字母“I”放大，按字母“O”縮小。多次放大后的界面如下圖所示：圖 30測量流水燈位移時間為 500ns，和預(yù)期的相同。此處只做步驟展示，具體仿真細節(jié)此處不做講解，仿真時序正確后，關(guān)閉仿真。3 時序和引腳約束（1）點擊“Implemens-Create Timing Constras-Run”ion-LED.v-User Constra進行時序和引腳約束，如下圖所示：

11、公司官網(wǎng)：公司總機：020-8998-6280 技術(shù)：020-3893-973425/48技術(shù)圖 31（2）點擊后彈出如下界面：圖 32（3）點擊 Yes，彈出如下界面：公司官網(wǎng)：公司總機：020-8998-6280技術(shù)：020-3893-973426/48技術(shù)圖 33（4）因為板載晶振為 50MHz，所以雙擊右邊的 clk 變量，在彈出的界面中設(shè)置產(chǎn)生的50MHz時鐘信號的周期為 20ns，占空比為 50%，如下圖所示：公司官網(wǎng)：公司總機：020-8998-6280 技術(shù)：020-3893-973427/48技術(shù)圖 34（5）點擊 OK 關(guān)閉設(shè)置框，產(chǎn)生.ucf 文件，彈出如下界面：公司官網(wǎng)

12、：公司總機：020-8998-6280技術(shù)：020-3893-973428/48技術(shù)圖 35（6）雙擊 LED.ucf，彈出如下界面，發(fā)現(xiàn)僅有時序約束。圖 36（7）在末尾添加如下引腳約束（請根據(jù)實際引腳連接修改設(shè)置）：公司官網(wǎng)：公司總機：020-8998-6280技術(shù)：020-3893-973429/48技術(shù)NET led0 LOC = T6;NET led1 LOC = V6;NET led2 LOC = R7;NET led3 LOC = T7;NET led4 LOC = T5;NET led5 LOC = R5;NET clk LOC = D9;NET rst LOC = N3;NE

13、T clk IOSTANDARD = LVCMOS33;NET rst IOSTANDARD = LVCMOS33;圖 374程序和燒寫公司官網(wǎng)：公司總機：020-8998-6280 技術(shù)：020-3893-973430/48技術(shù)4.1 編譯程序（1）雙擊“LED.v-Implement Design”將綜合輸出的邏輯網(wǎng)表翻譯成所選器件的底層模塊與硬件語言，Console 無 Error 方可進行下一步操作。圖 38圖 39（2）雙擊“LED.v-Generate Programming File”生成.bit 文件，Console 無 Error 提示方可進行下一步操作。公司官網(wǎng)：公司總機：

14、020-8998-6280技術(shù)：020-3893-973431/48技術(shù)圖 40圖 414.2 程序（1）程序不會將程序到 SPI FLASH，雙擊“LED.v-Configure Device”，彈出敬告，如下圖所示：公司官網(wǎng)：公司總機：020-8998-6280 技術(shù)：020-3893-973432/48技術(shù)圖 42圖 43（2）點擊 OK，彈出如下界面：公司總機：020-8998-6280 技術(shù)：020-3893-973433/48圖 44（3）連接好器和開發(fā)板電源，開發(fā)板上電后查看 PC 設(shè)備管理器，確定器已被計算機識別，如下圖所示：圖 45（4）點擊“ISE iMPACT (O.61

15、xd)-Edit-Launch Wizard”，如下圖所示：公司官網(wǎng)：公司總機：020-8998-6280 技術(shù)：020-3893-973434/48技術(shù)圖 46圖 47（5）點擊 OK，彈出如下界面：公司總機：020-8998-6280技術(shù)：020-3893-973435/48圖 48（6）點擊 Yes，彈出如下界面：圖 49（7）選擇 led.bit 文件后會彈出如下界面：公司官網(wǎng)：公司總機：020-8998-6280 技術(shù)：020-3893-973436/48技術(shù)圖 50（8）提示是否燒寫到 SPI 或 BPI PROM，點擊 No（后面再燒寫），彈出器件屬性界面：圖 51（9）點擊 O

16、K，左擊（變綠），然后雙擊左邊的 Program，如下圖所示：公司官網(wǎng)：公司總機：020-8998-6280 技術(shù)：020-3893-973437/48技術(shù)圖 52（10） 接著開發(fā)板的 LED 就閃爍起來了，界面同時提示成功，如下圖所示：圖 534.3 程序燒寫（1）雙擊“ISE iMPACT (O.61xd)-iMPACT Flows-Create PROM File”，如下圖所示：公司官網(wǎng)：公司總機：020-8998-6280 技術(shù)：020-3893-973438/48技術(shù)圖 54（2）彈出參數(shù)設(shè)置框，如下圖所示：圖 55本開發(fā)板用的是 64Mbits 的 SPI FLASH，請設(shè)置為

17、64Mbits，輸出路徑默認為本 LED 工程目錄下。（3）點擊 OK，彈出如下界面：公司官網(wǎng)：公司總機：020-8998-6280 技術(shù)：020-3893-973439/48技術(shù)圖 56（4）點擊 OK，彈出如下界面：圖 57（5）選擇 led.bit 文件，彈出如下框：公司官網(wǎng)：公司總機：020-8998-6280 技術(shù)：020-3893-973440/48技術(shù)圖 58（6）點擊 No，彈出如下框：圖 59（7）點擊 OK，雙擊“ISE iMPACT (O.61xd)-iMPACT Proses-Generate File”，如下圖所示：圖 60（8）右邊提示如下圖所示：公司官網(wǎng)：公司總機

18、：020-8998-6280技術(shù)：020-3893-973441/48技術(shù)圖 61（9）點擊Boundary Scan 后在空白處右擊鼠標，在彈出的界面中點擊“Initialize Chain”，如下圖所示：圖 62（10） 點擊后彈出如下界面：公司官網(wǎng)：公司總機：020-8998-6280 技術(shù)：020-3893-973442/48技術(shù)圖 63（11）選擇 led.bit 文件，彈出如下框：圖 64（12）點擊 Yes，彈出如下界面：公司官網(wǎng)：公司總機：020-8998-6280 技術(shù)：020-3893-973443/48技術(shù)圖 65（13）選擇 Untitled.mcs，彈出如下界面：圖 66（14）選擇板載 SPI FLASH 的型號“W25Q64BV/CV”，點擊 OK，彈出如下界面：公司官網(wǎng)：公司總機：020-8998-6280 技術(shù)：020-3893-973444/48技術(shù)圖 67（15） 點擊 OK，左鍵選中 FLASH（變綠），雙擊左邊的 Erase 擦除原有的程序，彈出如下界面：圖 68（16） 雙擊左邊的 Program，如彈出以下界面，點擊 OK，彈出燒寫窗口，等待片刻即可燒寫成功，同時界面也會提示燒寫成功。公司官網(wǎng)：公司總機：020-8998-6280技術(shù)：020-3893-973445/48技術(shù)圖 69圖 70公司總機