【文章內(nèi)容簡介】 制臺。除了顯示錯誤、警告和信息外，還允許輸入 ISE特定命令。 ? Find in file標(biāo)簽顯示的是選擇 EditFind in File操作后的查詢結(jié)果。 Xilinx公司 工作區(qū)（ Workspace）子窗口 工作區(qū)子窗口提供了設(shè)計總結(jié)、文本編輯器、 ISE 仿真器 /波形編輯器、原理圖編輯器功能。 設(shè)計總結(jié)提供了關(guān)于該設(shè)計工程的更高級信息，包 括信息概況、芯片資源利用報告、與布局布線相關(guān)性能 數(shù)據(jù)、約束信息和總結(jié)信息等。 源文件和其它文本文件可以通過設(shè)計人員指定的編 輯工具打開。編輯工具的選擇由 EditPreference屬性決 定，默認(rèn) ISE的文本編輯器，通過該編輯器可以編輯源 文件和用戶文檔，也可以訪問語言模板。 Basys2板卡供應(yīng)商介紹 功能介紹 Digilent公司（ 中文網(wǎng)站 2022年，創(chuàng)始人是兩位來 自華盛頓州立大學(xué)電氣工程專業(yè)的教授： Clint Cole教授 和 Gene Apperson教授。 Cole和 Apperson看到了一種需求，需要一種基礎(chǔ)的編 程開發(fā)板來結(jié)合到他們的課程當(dāng)中。實(shí)踐是最好的學(xué)習(xí)方 式，于是 Cole和 Apperson利用他們自己設(shè)計的開發(fā)板，發(fā) 展了一種理論與實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)模式。這些開發(fā)板很受 學(xué)生的歡迎，他們決定大批量生產(chǎn)并推廣到世界各地，最 終實(shí)現(xiàn)了他們的愿望 —— 讓技術(shù)對所有人來說都易于理解 并容易獲得，也就是讓所有人盡享先進(jìn)數(shù)字技術(shù)。 Basys2板卡介紹 功能介紹 Basys2板卡介紹 整體功能介紹 VGA接口 USB連接 器和電路 撥碼開關(guān) 按鍵 7段數(shù)碼管 4個外擴(kuò) I/O口 FPGA 芯片 PS/2接口 Basys2板卡介紹 SPARTAN3E芯片特點(diǎn)及功能 Spartan3E是目前 Spartan系列最新的產(chǎn)品，具有系統(tǒng) 門數(shù)從 10萬到 160萬的多款芯片，是在 Spartan3成功的基 礎(chǔ)上進(jìn)一步改進(jìn)的產(chǎn)品，提供了比 Spartan3更多的 I/O端 口和更低的單位成本，是 Xilinx公司性價比最高的 FPGA芯 片。 由于更好地利用了 90nm技術(shù)，在單位成本上實(shí)現(xiàn)了 更多的功能和處理帶寬，是 Xilinx公司新的低成本產(chǎn)品代 表，是 ASIC的有效替代品，主要面向消費(fèi)電子應(yīng)用，如 寬帶無線接入、家庭網(wǎng)絡(luò)接入以及數(shù)字電視設(shè)備等。 Basys2板卡介紹 SPARTAN3E芯片特點(diǎn)及功能 Basys2板卡介紹 SPARTAN3E芯片特點(diǎn)及功能 其主要特點(diǎn)如下： ? 采用 90nm 工藝； ? 大量用戶 I/O端口，最多可支持 376個 I/O端口或者 156對差分端口； ? 端口電壓為 、 、 、 、 ； ? 單端口傳輸速率可以達(dá)到 622Mbps ，支持 DDR接口； ? 最多可達(dá) 36個專用乘法器、 648 BRAM、 231k 分布式RAM； ? 寬時鐘頻率以及多個專用數(shù)字時鐘管理模塊 (DCM)。 Basys2板卡介紹 電源功能介紹 Basys2板卡介紹 配置功能介紹 Basys2板卡介紹 晶振功能介紹 Basys2板卡介紹 I/O功能介紹 Basys2板卡介紹 7段數(shù)碼管功能介紹 Basys2板卡介紹 PS/2接口功能介紹 Basys2板卡介紹 VGA接口功能介紹 Basys2板卡介紹 擴(kuò)展 I/O接口功能介紹 Basys2板卡介紹 擴(kuò)展 I/O接口功能介紹 Basys2板下載電纜驅(qū)動的安裝 安裝步驟 1）在 D:\peixun目錄下找到 DigilentAdept_v230程序 (先將 USB電纜把 PC的 USB端口和板子連接 ,并上電)。 2)雙擊圖標(biāo)進(jìn)入安裝程序， 點(diǎn)擊“運(yùn)行”按鈕。 Basys2板 下載電纜驅(qū)動的安裝 安裝步驟 3）出現(xiàn)下面的界面，點(diǎn)擊“ Next” 按鈕。 Basys2板 下載電纜驅(qū)動的安裝 安裝步驟 4）出現(xiàn)下面的界面，點(diǎn)擊“ I Agree” 按鈕。 Basys2板下載電纜驅(qū)動的安裝 安裝步驟 5）出現(xiàn)下面的界面，點(diǎn)擊“ Next” 按鈕。 Basys2板下載電纜驅(qū)動的安裝 安裝步驟 ? 6）出現(xiàn)下面的界面，點(diǎn)擊“ Next” 按鈕。 Basys2板下載電纜驅(qū)動的安裝 安裝步驟 7）出現(xiàn)下面的界面，點(diǎn)擊“ Install” 按鈕。開始安 裝程序 ,直到安裝完成。 Basys2板下載電纜驅(qū)動的安裝 安裝步驟 8）出現(xiàn)下面的界面。 BASYS2平臺實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容列表 組合邏輯電路設(shè)計 復(fù)用 7段數(shù)碼管設(shè)計 38譯碼器設(shè)計 ALU設(shè)計 分頻器設(shè)計 數(shù)碼管滾動顯示 交通燈設(shè)計 BASYS2平臺實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 一個感興趣的話題 ? FPGA和單片機(jī)的關(guān)系： 參看本科組競賽 PicoBlaze的培訓(xùn)文檔，經(jīng)典的 FPGA實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的設(shè)計案例。 FPGA比單片機(jī)的功能要強(qiáng)大的多，而不僅僅是 通常在純數(shù)字邏輯設(shè)計層面上。 實(shí)驗(yàn)一：組合邏輯電路設(shè)計 設(shè)計內(nèi)容 1）使用 ISE軟件完成設(shè)計的輸入。 2）添加頂層測試文件，并調(diào)用 ISE仿真器對設(shè)計進(jìn)行 行為仿真； 3）添加用戶約束文件，并對設(shè)計進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。 4）下載設(shè)計文件到 FPGA芯片內(nèi)，通過硬件平臺 上的資源來驗(yàn)證設(shè)計的正確性。 實(shí)驗(yàn)一：組合邏輯電路設(shè)計 實(shí)驗(yàn)原理 圖 基本邏輯門組合 如圖給出了邏輯圖，該圖中包含六個不同的邏輯門單元。這六個邏輯門單元可以使用 VHDL語言的邏輯運(yùn)算符描述實(shí)現(xiàn)。在實(shí)體中定義端口類型、輸入輸出方向，在結(jié)構(gòu)體中使用邏輯運(yùn)算符描述這些基本的邏輯功能。 實(shí)驗(yàn)一：組合邏輯電路設(shè)計 創(chuàng)建一個新工程 實(shí)驗(yàn)一：組合邏輯電路設(shè)計 創(chuàng)建一個新工程 選擇芯片 選擇綜合工具 選擇仿真工具 選擇代碼語言 Next 這里可以新建一個文件，也可以在工程屬性建立完成后在工程內(nèi)新建，我們選擇 Next 實(shí)驗(yàn)一：組合邏輯電路設(shè)計 創(chuàng)建一個新工程 這里可以添加工程文件，也可以在工程建立后添加，我們選擇Next 實(shí)驗(yàn)一：組合邏輯電路設(shè)計 創(chuàng)建一個新工程 給出了整個工程大致屬性 Finish 實(shí)驗(yàn)一：組合邏輯電路設(shè)計 創(chuàng)建一個新工程 完成后在 Sources窗口中顯示工程文件夾以及工程所用芯片。 在該窗口中右鍵 可以新建文件，添加已經(jīng)寫好的文件，添加文件并復(fù)制該文件到工程文件夾中。 實(shí)驗(yàn)一：組合邏輯電路設(shè)計 創(chuàng)建新文件 該文件的實(shí)體名 新建文件的類型，不同的類型有著不同的功能和意義。 實(shí)驗(yàn)一：組合邏輯電路設(shè)計 創(chuàng)建新文件 端口名 端口的類型及位數(shù) Next 實(shí)驗(yàn)一：組合邏輯電路設(shè)計 添加實(shí)體端口 給出了該文件的概要 Finish 實(shí)驗(yàn)一：組合邏輯電路設(shè)計 添加實(shí)體端口 雙擊 gate文件 自動生成實(shí)體結(jié)構(gòu) 生成了結(jié)構(gòu)體框架 只需加入邏輯語句即可 實(shí)驗(yàn)一：組合邏輯電路設(shè)計 自動生成文件結(jié)構(gòu)框架 添加的邏輯代碼 實(shí)驗(yàn)一：組合邏輯電路設(shè)計 添加代碼及注釋 實(shí)驗(yàn)一：組合邏輯電路設(shè)計 這個圖標(biāo)指示頂層文件 設(shè)計中常用的四個操作： 綜合、實(shí)現(xiàn)、生成 bit文件、下載 雙擊 XST進(jìn)行綜合操作 實(shí)驗(yàn)一：組合邏輯電路設(shè)計 添加波形仿真文件 選擇所要仿真的VHDL文件 Next 實(shí)驗(yàn)一：組合邏輯電路設(shè)計 添加波形仿真文件 給出該波形文件的相關(guān)屬性 Finish 實(shí)驗(yàn)一：組合邏輯電路設(shè)計 添加波形仿真文件 仿真波形的設(shè)置界面：這里顯示的主要是時鐘方面的設(shè)置。 實(shí)驗(yàn)一：組合邏輯電路設(shè)計 添加波形仿真文件 增對該工程設(shè)置方式如圖 波形文件長度的設(shè)置 Finish 實(shí)驗(yàn)一：組合邏輯電路設(shè)計 添加波形仿真文件 實(shí)驗(yàn)一：組合邏輯電路設(shè)計 添加波形仿真文件 在這里設(shè)置輸入波形 可以進(jìn)行窗口的切換 切換到行為仿真 實(shí)驗(yàn)一：組合邏輯電路設(shè)計 添加波形仿真文件 如圖設(shè)置輸入波形并保存 選中剛設(shè)計波形文件 右鍵選擇屬性設(shè)置 設(shè)置仿真時間與建立波形文件的時間相同 點(diǎn)擊 OK 實(shí)驗(yàn)一：組合邏輯電路設(shè)計 添加波形仿真文件 實(shí)驗(yàn)一：組合邏輯電路設(shè)計 添加波形仿真文件 雙擊進(jìn)行行為仿真 仿真波形驗(yàn)證設(shè)計邏輯的正確性 實(shí)驗(yàn)一：組合邏輯電路設(shè)計 添加管腳約束文件（ .UCF文件） 通過 Sources窗口切換到 Implementation Next UCF文件的屬性概要 Finish 實(shí)驗(yàn)一：組合邏輯電路設(shè)計 對管腳進(jìn)行約束 選中頂層文件在Processes窗口中 雙擊 進(jìn)行對應(yīng)管腳的約束 保存關(guān)閉 兩種方法 實(shí)驗(yàn)一：組合邏輯電路設(shè)計 對管腳進(jìn)行約束 實(shí)驗(yàn)一：組合邏輯電路設(shè)計 查看或修改管腳約束文件 單擊選中 雙擊查看 實(shí)驗(yàn)一：組合邏輯電路設(shè)計 工程實(shí)現(xiàn)及產(chǎn)生位流文件 選中頂層文件 雙擊進(jìn)行實(shí)現(xiàn)操作 雙擊產(chǎn)生 .bit文件 點(diǎn)擊“開始”菜單，點(diǎn)擊程序，打開 Digilent Adept,點(diǎn)擊 Browse,在工程文件夾中找到 . 實(shí)驗(yàn)一：組合邏輯電路設(shè)計 下載 bit文件 選中 program,然后可在實(shí)驗(yàn)板上看到對應(yīng)現(xiàn)象。 實(shí)驗(yàn)一：組合邏輯電路設(shè)計 下載 bit文件 實(shí)驗(yàn)二：復(fù)用 7段數(shù)碼管設(shè)計 實(shí)驗(yàn)原理 s[0]=btn[1] | btn[3]。 將四位十六進(jìn)制數(shù) x[15:0]顯示在 7段數(shù)碼管上。a_to_g[6:0]用于控制 7段碼的顯示， an[3:0]用于 4個數(shù)碼管的選擇。 Basys2板上的按鍵用來選擇所要顯示的數(shù)字。 Btn[3:0]和 s[1:0]之間存在著下面的關(guān)系： 實(shí)驗(yàn)二：復(fù)用 7段數(shù)碼管設(shè)計 實(shí)驗(yàn)原理 Btn[3:0]和 s[1:0]之間存在著下面的關(guān)系： s[1]=btn[2] | btn [3]。 s[0]=btn[1] | btn [3]。 實(shí)驗(yàn)二：復(fù)用 7段數(shù)碼管設(shè)計 創(chuàng)建一個新工程 實(shí)驗(yàn)二：復(fù)用 7段數(shù)碼管設(shè)計 創(chuàng)建一個新工程 選擇芯片 選擇綜合工具 選擇仿真工具 選擇代碼語言 Next 這里可以新建一個文件，也可以在工程屬性建立完成后在工程內(nèi)新建，我們選擇 Next 實(shí)驗(yàn)二：復(fù)用 7段數(shù)碼管設(shè)計 創(chuàng)建一個新工程 這里可以添加工程文件，也可以在工程建立后添加，我們選擇Next 實(shí)驗(yàn)二：復(fù)用 7段數(shù)碼管設(shè)計 創(chuàng)建一個新工程 給出了整個工程大致屬性 Finish 實(shí)驗(yàn)二：復(fù)用 7段數(shù)碼管設(shè)計 創(chuàng)建一個新工程 完成后在 Sources窗口中顯示工程文件夾以及工程所用芯片。 在該窗口中右鍵 可以新建文件，添加已經(jīng)寫好的文件，添加文件并復(fù)制該文件到工程文件夾中。 實(shí)驗(yàn)二：復(fù)用 7段數(shù)碼管設(shè)計 創(chuàng)建新文件 該文件的實(shí)體名 新建文件的類型，不同的類型有著不同的功能和意義。 實(shí)驗(yàn)二：復(fù)用 7段數(shù)碼管設(shè)計 創(chuàng)建新文件 端口名 端口的類型及位數(shù) Next 實(shí)驗(yàn)二：復(fù)用 7段數(shù)碼管設(shè)計 添加實(shí)體端口 給出了該文件的概要 Finish 實(shí)驗(yàn)二：復(fù)用 7段數(shù)碼管設(shè)計 添加實(shí)體端口 實(shí)驗(yàn)二：復(fù)用 7段數(shù)碼管設(shè)計 添加實(shí)體端口 雙擊 mux7seg文件 自動生成實(shí)體結(jié)構(gòu) 生成了結(jié)構(gòu)體框架 只需加入邏輯語句即可 實(shí)驗(yàn)二：復(fù)用 7段數(shù)碼管設(shè)計 自動生成文件結(jié)構(gòu)框架 添加的邏輯代碼 之后為注釋語句 實(shí)驗(yàn)二：復(fù)用 7段數(shù)碼管設(shè)計 添加代碼及注釋 實(shí)驗(yàn)二：復(fù)用 7段數(shù)碼管設(shè)計 添加代碼及注釋 實(shí)驗(yàn)二：復(fù)用 7段數(shù)碼管設(shè)計 這個圖標(biāo)指示頂層文件 設(shè)計中常用的四個操作： 綜合、實(shí)現(xiàn)、生成 bit文件、下載 雙擊 XST進(jìn)行綜合操作 實(shí)驗(yàn)二：復(fù)用 7段數(shù)碼管設(shè)計 添加波形仿真文件