ISE设计流程

《数字电路》小班讨论课——ISE设计流程UniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaAugust30,20191Outline1、ISE设计流程2、ExampleAugust30,2019UniversityofElectronicScienceandTechnologyofChina2传统数字系统设计流程August30,20193UniversityofElectronicScienceandTechnologyofChina设计目标人工给出真值表人工化简卡诺图得到最简表达式人工使用LSI电路实现系统调试和验证现代数字系统设计流程August30,20194UniversityofElectronicScienceandTechnologyofChina设计目标设计输入功能级仿真逻辑综合时序仿真系统调试与验证entitylab1isport(a,b,c:instd_logic;y:outstd_logic);endlab1;architecturertloflab1isbeginy=aor(candb);endrtl;综合后仿真转换(Translate)转换(Translate)映射(Map)适配(Fit)布局和布线(PAR)设计下载CPLD设计FPGA设计实现CLBCLBCLBCLB配置文件加载后，用示波器、逻辑分析仪、软件程序观察ISE完整设计功能August30,20195UniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaISE软件操作流程August30,20196UniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaISE设计流程SimulationFlowAugust30,20197UniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaSimulationCompilerVHDLSimulationWaveformVHDLLibraryVHDLTestBenchSimulationModelTextOutputTestVectorsOptionalVHDLModelSimulationTools？ISIMModelsimSynthesisFlowAugust30,20198UniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaSynthesisCompilerSimulationWaveformVHDLLibraryNetlistTextOutputTestVectorsTimingAnalysisPlace/RouteTechnologyLibraryVHDLModelSynthesisTools？常用的开发工具August30,20199UniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMatlabISEModelSimChipscopeISE主界面August30,201910UniversityofElectronicScienceandTechnologyofChina源文件窗口处理子窗口脚本子窗口工作区子窗口ISE设计实例3比特计数器August30,201911UniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinacounterresetclkdout新建工程August30,201912UniversityofElectronicScienceandTechnologyofChina工程名器件名字生成了空的工程框架建立/添加新的设计文件August30,201913UniversityofElectronicScienceandTechnologyofChina块存储器映像文件在线逻辑分析仪Chipscope定义和连接文件实现约束文件IP生成向导存储器文件原理图文件用户文档文件Verilog模块模板文件Verilog测试平台模板文件VHDL模块模板文件VHDL库模板文件VHDL包模板文件VHDL测试平台模板文件片上系统设计向导综合August30,201914UniversityofElectronicScienceandTechnologyofChina在ISE的主界面的处理子窗口的synthesis的工具可以完成下面的任务：查看RTL原理图（ViewRTLschematic）查看技术原理图（ViewTechnologySchematic）检查语法（CheckSyntax）产生综合后仿真模型（GeneratePost-SynthesisSimulationModel）。选中该选项并将其展开行为级仿真August30,201915UniversityofElectronicScienceandTechnologyofChina点击“按钮”，直到出现窗口波形仿真波形窗口添加实现约束文件August30,201916UniversityofElectronicScienceandTechnologyofChina实现约束文件top.ucf已经添加到设计中选择top.vhd选择UserConstraints,并展开该选项双击I/OPinPlaning(PlanAhead)-Post-Synthesis添加IO约束August30,201917UniversityofElectronicScienceandTechnologyofChina输入对应的FPGA的引脚选择对应引脚的电平LVCMOS33保存引脚约束,并退出该界面设计实现August30,201918UniversityofElectronicScienceandTechnologyofChina选择ImplementDesign,并展开第一步:转换“Translate”翻译的主要作用是将综合输出的逻辑网表翻译为Xilinx特定器件的底层结构和硬件原语。第二步:映射“Map”映射的主要作用是将设计映射到具体型号的器件上。第三步:布局和布线”Place&Route”布局布线的主要作用是调用Xilinx布局布线器，根据用户约束和物理约束，对设计模块进行实际的布局，并根据设计连接，对布局后的模块进行布线，产生配置文件。选择top.vhd生成配置bit文件进行JTAG调试生成PROM烧写文件烧写PROMAugust30,201919UniversityofElectronicScienceandTechnologyofChina下载设计到FPGA芯片选择top.vhd选择ConfigureTargetDevice,并展开选择ManageConfigurationProject(iMPACT),并双击.选择BoundaryScan,(边界扫描)鼠标右击该区域,出现选择InitializeChain(初始化链)下载设计到FPGA芯片Xcf04s-Xilinx的串行Flash芯片xc3s500e-Xilinx的FPGA芯片两个芯片连接在JTAG链路上点击“Yes”按钮下载设计到FPGA芯片先不烧写设计到PROM芯片中,所以选择”Cancel”按钮下载设计到FPGA芯片找到设计工程所在的目录找到要下载的比特流文件top.bit点击打开按钮下载设计到FPGA芯片Spartan-3E支持商用的并行Flash,此处不需要使用它,所以选择“No”按钮下载设计到FPGA芯片下载属性设置,此处选择默认设置,然后点击“OK”按纽下载设计到FPGA芯片xc3s500e,已经分配了下载文件top.bit鼠标右健点击芯片图标,出现下面的菜单点击“Program”选项，开始对FPGA进行编程下载设计到FPGA芯片点击“OK”按钮下载设计到FPGA芯片出现编程进度条编程完成后，出现下面界面下载设计到FPGA芯片点击CreatePROMFile下载设计到FPGA芯片选择XilinxFlash/PROM选项点击该按钮，进入下一步下载设计到FPGA芯片下拉框中选择xcf04s下载设计到FPGA芯片选择AddStorageDeviceXCF04S被添加点击该按钮，进入下一步下载设计到FPGA芯片点击“浏览”按钮，定位要转换的比特流下载设计到FPGA芯片定位到设计工程所在的目录输入名字“counter_burn”点击“OK”按钮生成PROM文件并下载到PROM点击“OK”按钮生成PROM文件并下载到PROM选择top.bit文件点击“打开”按钮生成PROM文件并下载到PROM点击“No”按钮，不添加其它需要转换的比特流文件点击“OK”按钮生成PROM文件并下载到PROM在主菜单下，选择Operations-GenerateFile…关闭该界面生成PROM文件并下载到PROM下面将生成的PROM文件烧到PROM芯片中。选择BoundaryScan准备分配PROM文件给XCF04S生成PROM文件并下载到PROM鼠标右键点击芯片图标选择AssignNewConfigurationFile…生成PROM文件并下载到PROM选择counter_burn.mcs文件点击“打开”按钮生成PROM文件并下载到PROM生成PROM文件并下载到PROM鼠标右健点击芯片图标,出现下面的菜单点击“Program”选项，开始对FPGA进行编程出现编程进度条编程完成后，出现下面界面生成PROM文件并下载到PROM关闭电源重新上电，程序从PROM自动引导到FPGA芯片中。生成PROM文件并下载到PROMDiscussISE设计流程中的工具选项利用Modelsim进行后仿真利用Chipscope进行片上信号分析August30,201946UniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaThanks!August30,201947UniversityofElectronicScienceandTechnologyofChina