ISE12.4使用手册.doc

Xilinx ISE 12.4使用手册-Edit by C2_3051. Xilinx ISE 12.4用户界面ISE界面如下图所示，由上到下主要分为标题栏、菜单栏、工具栏、工程管理区，源文件编辑区、过程管理区、信息显示区、状态栏等八部分。图1.1 ISE界面标题栏：主要显示当前工程的路径、名称及当前打开的文件名称；菜单栏：主要包括文件（File）、编辑（Edit）、视图（View）、工程（Project）、源文件（Source）、操作（Process）、工具（Toll）、窗口（Window）、帮助（Help）等八个下拉菜单；工具栏：主要包括了常用命令的快捷按钮；工程管理区：提供工程及其相关文件的管理和显示功能。主要包括设计页面（Design）、文件页面（Files）、开始视图（Start）和库视图（Liabrary）。其中，设计页面视图最常见，显示了源代码的层次关系；源文件编辑区：提供了源代码的编辑功能；过程管理区：本窗口显示的内容取决于过程管理区所选择文件，相关操作和FPGA设计流程相关，包括设计输入、综合、仿真、实现和生成配置文件等；信息显示区：显示ISE中的处理信息，如操作步骤信息、警告信息和错误信息等；状态显示栏：显示相关命令和操作的信息，并指示ISE软件当前所处的状态；2新建工程打开ISE，选择File|New Project，在弹出的新建对话框中输入工程名，例如“Myproject”，并选择工程文件路径，例如“E:Proj_FPGAMyproject”,如下图所示，以后将以这个工程名和路径说明。选择好以后，next，需要注意以下几个选项。Famliy：选择所使用的FPGA类型；Device：选择所使用的FPGA具体型号；Synthesis Toll：选择所使用的综合工具，默认为ISE自带的XST工具；Simulator：选择仿真软件，默认是ISE自带的Isim;Preferred Language:选择所使用的硬件语言，我们选择Verilog； 图2.1 新建工程step1图2.2 新建工程step2后面直接点next即可，直到完成新工程的建立。3Verilog HDL代码的输入和功能的仿真在工程管理器任意位置单击鼠标右键，在弹出的菜单中选择“New Source”命令，一般用到的是Verilog Module、IP、Verilog Test bench选项，分别可以创建verilog模块文件、调用FPGA内部的IP核、创建测试文件。图3.1 新建源代码对话框在示例中我们选择新建一个Verlig Module模块Proj_top作为顶层文件，直接点击Next，在这一级可以编辑模块的输入输出，也可以不设置，在以后的代码中直接指定，这里为了方便我们不设置输入输出，此后一直next直到完成。当然，以后可以新建更多模块加入到工程中，方法一样。图3.2源代码输入创建完成后如图3.2所示，这时，我们已经创建了一个Verilog模块的例子，剩余工作就是在源文件编辑区编写代码以实现设计功能。以下是一个简单的例子。例1：利用Verilog代码实现8bit计数器module Proj_top( input clk, input rst, output reg 7:0 dout );always (posedge clk)beginif(!rst)/low actdout = 8h00;elsedout = dout + 1b1;endendmodule输入代码完成后，保存，双击过程管理区中的Synthesize XST，出现对工程进行综合。综合过程中，如在信息显示区出现error，需要根据提示查看修改代码。当工程正确无误后，该选项将变为绿色的对号（代码正确）或者黄色的感叹号（含有警告，可以忽略，需要具体分析）。 图3.3 工程的综合 图3.4测试文件的创建为了对设计程序做逻辑上的验证，一般，我们可以添加一个测试文件来验证所设计的程序的正确性。在工程管理区的View这一栏，选择Simulation，并在下面的hierarchy空白处右键NewSource，选择 Verilog Test Fixture，其创建方式其实和上面所讲的文件的创建类似。在此示例中，我们创建一个名为“test”的测试模块。测试代码如下：module test;/ Inputsreg clk;reg rst;/ Outputswire 7:0 dout;/ Instantiate the Unit Under Test (UUT)Proj_top uut (.clk(clk), .rst(rst), .dout(dout);initial begin/ Initialize Inputsclk = 0;rst = 0;/ Wait 100 ns for global reset to finish#100; / Add stimulus hererst = 1;/add by yourselfendalways #10 clk = clk;/add by yourself endmodule这时，在工程管理区选中到测试文件名“test”上，在过程管理区中双击Simulate Behavioral Model，如果正确，运行结束将弹出仿真界面Isim。图3.5综合测试文件图3.6 Isim仿真界面Isim界面大体和ISE相似，下面列举几个常用的工具：图3.6 Isim工具栏从左到右：波形放大、缩小、波形全部显示、将光标移到波形中央、刷新、光标的左移、右移、添加新光标、重新产生测试波形、一直运行、按设定的时间步进运行。在这里可以观察波形是否和设计一致。至此，一个最简单的ISE工程从设计到逻辑验证完成。4.综合与实现一个完整的FPGA工程，需要进行综合、实现2个过程。综合（Synthesize）:将HDL语言、原理图等设计输入翻译成由与、或、非门和RAM、触发器等基本逻辑单元连接（网表），并根据目标和要求（约束条件）优化所生成的逻辑连接，生成NGC、NCR以及LOG文件。综合之后可双击View RTL Schematic来查看门级电路；实现（Implement）：将综合输出的逻辑网表翻译为所选器件的底层模块与硬件源语，将涉及映射到器件结构上，进行布局布线，以达到在选定的器件上实现设计的目的。主要分为3步：翻译（Translate）逻辑网表、映射（Map）到器件单元、布局布线（Place&Route）；图4.1 FPGA的综合和实现5FPGA文件的下载在安装目录寻找打开impact，在左侧impact flow窗口中双击，然后在右面空白区域右键单击ADD Xilinx Device，选择所需加载的.bit文件，然后右侧窗口出现FPGA的绿色符号，在符号上右键单击Program，等待下载完毕。 图5.1 FPGA文件下载step1图5.2 FPGA文件下载step26添加chipscopeFPGA在线调试一般要需要用到chipscope（逻辑分析仪），这样可以实时抓取我们感兴趣的信号状态，用来分析工程的正确性。添加方式和新建Verilog文件一样，选择Chipscope Definition and Connection File。这里，创建了一个名为test的chipscope。图6.1 新建chipscope新建完成后，在工程管理区双击test.cdc，弹出如下界面：图6.2 chipscope配置step1Next，设置来设定所抓取的数据的个数，Next，设置数据存储深度，默认为1k，注意勾选，next，点击Modefy Connection，图6.3 chipscope配置step2图6.4 chipscope配置step3左上区域可以选择具体模块，左下框图中的Pattern选项中可搜索信号名，格式为“*信号名*”（引号内部），在右面的区域可以添加触发信号和所需抓取的数据。设置完毕ok，点击。添加完成后，在ISE界面的过程管理区双击Generate Programming File，完成工程得综合、翻译。布局布线、映射和产生输出文件。正确以后，双击Analyaze Design Using ChipScope，打开逻辑分析仪调试程序。图6.5 编译并打开chipscope调试在连接JTAG Chain之前，首先必须确认FPGA仿真器连接到目标板上，目标板上电且仿真器连接正确以后，仿真器指示灯显示为绿色。确认以后，点击图标，连接仿真器。成功后，选中DEV：0MyDevice0，右键单击configure，勾选Clean previous project setting，OK。图6.6 ChipScope Pro Analyzer界面图6.7 Configure图6.8 配置好的ChipScope Pro Analyzer配置好ChipScope Pro Analyzer，