3-2-基于ise的fpga开发入门教程_W

1、基于 ISE 的 FPGA 开发入门教程Revision HistoryDraft DateRevision No.Description2017/09/21V1.21.增加芯片型号的转换方法。 2017/03/13V1.11.芯片型号从 xc6slx9 升级到 xc6slx16。 2014/04/13V1.01.初始版本。 公司官网：销售邮箱：公司总机：020-8998-62801/56技术论坛：技术邮箱：技术热线：020-3893-9734目 录 1 工程新建和

2、程序编写31.1 新建工程31.2 新建模块文件91.3 编写程序132 程序仿真162.1 新建仿真文件162.2 设置仿真参数202.3 仿真243 时序和引脚约束264 程序下载和烧写314.1 编译程序314.2 程序下载334.3 程序烧写405 芯片型号的转换方法50更多帮助55公司官网：销售邮箱：公司总机：020-8998-62802/56技术论坛：技术邮箱：技术热线：020-3893-9734在进行开发前，请查看如下开发流程图： 图 11 工程新建和

3、程序编写1.1 新建工程（1） 双击桌面如下图标打开 ISE 软件： 图 2双击后弹出如下界面： 公司官网：销售邮箱：公司总机：020-8998-62803/56技术论坛：技术邮箱：技术热线：020-3893-9734图 3（2） 点击“File - New Project”，弹出如下界面： 公司官网：销售邮箱：公司总机：020-8998-62804/56技术论坛：技术邮箱：

4、技术热线：020-3893-9734图 4（3） 以点亮 LED 程序为例，输入工程名字“LED”，文件保存路径可以根据个人情况修改，此处修改为“C:Spartan-6”，如下图所示： 公司官网：销售邮箱：公司总机：020-8998-62805/56技术论坛：技术邮箱：技术热线：020-3893-9734图 5（4） 点击 Next，弹出配置界面，根据实际情况设置平台、芯片型号、芯片封装、开发语言和速度等参数，这里以 Spart

5、an6 XC6SLX16 为例，如下图所示： 公司官网： 技术论坛：销售邮箱： 技术邮箱：公司总机：020-8998-62806/56技术热线：020-3893-9734图 6（5） 点击 Next，弹出工程总体信息界面： 公司官网：销售邮箱：公司总机：020-8998-62807/56技术论坛：技术邮箱：技术热线：020-3893-97

6、34图 7（6） 点击“Finish”，弹出如下界面： 公司官网：销售邮箱：公司总机：020-8998-62808/56技术论坛：技术邮箱：技术热线：020-3893-9734图 81.2 新建模块文件（1） 右击工程，在弹出的界面中点击“New Source”，如下图所示： 公司官网：销售邮箱：公司总机：020-8998-62809/56技术论坛：技术邮箱：supportt

7、技术热线：020-3893-9734图 9（2） 在弹出的界面的“Verilog Module”选项后面输入模块文件名字“LED”，如下图所示： 公司官网： 技术论坛：销售邮箱： 技术邮箱：公司总机：020-8998-628010/56技术热线：020-3893-9734图 10（3） 点击 Next，弹出引脚约束窗口，由于后面使用文本程序来约束，此处请直接点击 Next。 公司官网：销售邮箱：salestron

8、公司总机：020-8998-628011/56技术论坛：技术邮箱：技术热线：020-3893-9734图 11（4） 点击 Next 后，弹出如下界面： 图 12公司官网：销售邮箱：公司总机：020-8998-628012/56技术论坛：技术邮箱：技术热线：020-3893-9734（5） 点击 Finish，完成模块文件新建。此时会在右侧出现程序编辑窗口，如下图所示： 图 131.3

9、编写程序（1） 将如下 FPGA 程序复制到模块文件编辑框中。本程序实现流水灯功能，板上 3 个LED 依次被点亮，间隔 0.5S。 module led_test#(parameter N = 28,/计数器位宽M = 25000000/模 M 计数器 /约为：40ns*25000000= 1s公司官网：销售邮箱：公司总机：020-8998-628013/56技术论坛：技术邮箱：技术热线：020-3893-9734)(inputwire clk, inputwir

10、e rst_n,output reg 2:0led = 3b110, inputcs2_in,output cs2_out);/信号声明 regN-1:0c1;/clk 计数器 /主体部分 /c1_clk（周期为 1S）产生电路always(posedge clk,negedge rst_n)beginif(!rst_n)begin c1=0; led=3b110; end/复位 else if(c1M-1)c1=c1+1b1;/对 clk 计数 else begin c1=0;ledxc6slx16-3csg324-Compile HDL Simulation Libraries-Proce

11、ss Properties”，如下图所示： 公司官网：销售邮箱：公司总机：020-8998-628020/56技术论坛：技术邮箱：技术热线：020-3893-9734图 21（2） 在弹出的界面中设置 Modelsim 参数，一般默认就是正确的设置（备注：在此操作之前，请确保已经正确安装 Modelsim SE-64 10.1c 和 ISE 仿真库文件路径），如下图所 示： 公司官网： 技术论坛：销售邮箱：s

12、 技术邮箱：公司总机：020-8998-628021/56技术热线：020-3893-9734图 22（3） 点击 OK（4） 修改 LED_tb.v 中的仿真程序为如下： 图 23公司官网：销售邮箱：公司总机：020-8998-628022/56技术论坛：技术邮箱：技术热线：020-3893-9734图 24module led_test_tb;/时钟周期 localparam T = 40;/

13、仿真周期 / Inputs reg clk; reg rst_n;/ Outputs wire 5:0 led; / Instantiate the Unit Under Test (UUT) led_test uut ( .clk(clk), .rst_n(rst_n), .led(led)公司官网：销售邮箱：公司总机：020-8998-628023/56技术论坛：技术邮箱：技术热线：020-3893-9734);/产生周期为 Tns 的时钟信号 always b

14、egin clk = 1; #(T/2);clk = 0; #(T/2);end /产生复位信号，信号宽度为 1.5 个 T initial beginrst_n = 0; #(1.5*T);rst_n = 1; end/其他激励 /initial begin/endendmodule2.3 仿真（1） 双击“LED_tb.v-Simulate Behavioral Model”，如下图所示： 公司官网：销售邮箱：公司总机：020-8998-628024/56技术论坛：技术邮箱：supporttronl

15、技术热线：020-3893-9734图 25（2） 双击后会弹出如下仿真界面： 公司官网：销售邮箱：公司总机：020-8998-628025/56技术论坛：技术邮箱：技术热线：020-3893-9734图 26点击工具栏按钮即可以看到仿真效果，具体仿真细节此处不做讲解，仿真时序正确后，关闭仿真软件。 3 时序和引脚约束（1） 点击“Implementation-LED.v-User Constraints-Create Timing Constrain

16、ts-Run”进行时序和引脚约束，如下图所示： 公司官网：销售邮箱：公司总机：020-8998-628026/56技术论坛：技术邮箱：技术热线：020-3893-9734图 27（2） 点击后弹出如下界面： 图 28（3） 点击 Yes，弹出如下界面： 公司官网：销售邮箱：公司总机：020-8998-628027/56技术论坛：技术邮箱：

17、技术热线：020-3893-9734图 29（4） 因为板载晶振为 24MHz，所以双击右边的 clk 变量，在弹出的界面中设置产生的24MHz 方波时钟信号，占空比为 50%，如下图所示： 公司官网：销售邮箱：公司总机：020-8998-628028/56技术论坛：技术邮箱：技术热线：020-3893-9734图 30（5） 点击 OK 关闭设置框，产生.ucf 文件，弹出如下界面： 公司官网：销售邮箱：salestronlong.

18、com公司总机：020-8998-628029/56技术论坛：技术邮箱：技术热线：020-3893-9734图 31（6） 双击 LED.ucf，弹出如下界面，发现仅有时序约束。 图 32（7） 在末尾添加如下引脚约束（请根据实际引脚连接修改设置）： # PlanAhead Generated physical constraints # PlanAhead Generated IO constraintsNET clkIOSTANDARD = LVCMOS33 | LOC = V10;NET rst_n IOSTANDARD =

19、 LVCMOS33 | LOC = T11;公司官网：销售邮箱：公司总机：020-8998-628030/56技术论坛：技术邮箱：技术热线：020-3893-9734/内连 AD7606 片选信号 NET cs2_in IOSTANDARD = LVCMOS33 | LOC = R10; NET cs2_out IOSTANDARD = LVCMOS33 | LOC = V8;NET led0 IOSTANDARD = LVCMOS33 | LOC = T8; NE

20、T led1 IOSTANDARD = LVCMOS33 | LOC = T9; NET led2 IOSTANDARD = LVCMOS33 | LOC = V9;图 334 程序下载和烧写4.1 编译程序（1） 双击“LED.v-Implement Design”将综合输出的逻辑网表翻译成所选器件的底层模块与硬件语言，Console 无 Error 方可进行下一步操作。 公司官网：销售邮箱：公司总机：020-8998-628031/56技术论坛：技术邮箱：技术热

21、线：020-3893-9734图 34图 35（2） 双击“LED.v-Generate Programming File”生成.bit 文件，Console 无 Error 提示方可进行下一步操作。 公司官网：销售邮箱：公司总机：020-8998-628032/56技术论坛：技术邮箱：技术热线：020-3893-9734图 36图 374.2 程序下载（1） 程序下载不会将程序固化到 SPI FLASH，双击“LED.v-Configure Target Devi

22、ce”，弹出敬告，如下图所示： 公司官网：销售邮箱：公司总机：020-8998-628033/56技术论坛：技术邮箱：技术热线：020-3893-9734图 38图 39（2） 点击 OK，弹出如下界面： 公司官网：销售邮箱：公司总机：020-8998-628034/56技术论坛：技术邮箱：技术热线：020-3893-9734图 40（3

23、） 连接好下载器和开发板电源，开发板上电后查看 PC 设备管理器，确定下载器已被计算机识别，如下图所示： 图 41（4） 点击“ISE iMPACT (O.61xd)-Edit-Launch Wizard”，如下图所示： 公司官网：销售邮箱：公司总机：020-8998-628035/56技术论坛：技术邮箱：技术热线：020-3893-9734图 42图 43（5） 点击 OK，弹出如下界面： 公司官网：销售邮箱：salestronlo

24、公司总机：020-8998-628036/56技术论坛：技术邮箱：技术热线：020-3893-9734图 44（6） 点击 Yes，弹出如下界面： 公司官网：销售邮箱：公司总机：020-8998-628037/56技术论坛：技术邮箱：技术热线：020-3893-9734图 45（7） 选择 led_test.bit 文件后会弹出如下界面： 图 46（8） 提示是否烧写到 SPI 或 BPI

25、PROM，点击 No（后面再烧写），弹出器件属性界面： 公司官网：销售邮箱：公司总机：020-8998-628038/56技术论坛：技术邮箱：技术热线：020-3893-9734图 47（9） 点击 OK，左击芯片（变绿），然后双击左边的 Program，如下图所示： 图 48（10） 接着开发板的 LED 就闪烁起来了，界面同时提示下载成功，如下图所示： 公司官网：销售邮箱：公司总机：020-899

26、8-628039/56技术论坛：技术邮箱：技术热线：020-3893-9734图 494.3 程序烧写（1） 双击“ISE iMPACT (O.61xd)-iMPACT Flows-Create PROM File”，如下图所示： 图 50（2） 弹出参数设置对话框，如下图所示： 公司官网：销售邮箱：公司总机：020-8998-628040/56技术论坛：技术邮箱：技术热线：020-3893-9734图

27、 51本开发板用的是 64Mbits 的 SPI FLASH，请设置为 64Mbits，输出路径默认为本 LED 工程目录下。 （3） 点击 OK，弹出如下界面： 图 52（4） 点击 OK，弹出如下界面： 公司官网：销售邮箱：公司总机：020-8998-628041/56技术论坛：技术邮箱：技术热线：020-3893-9734图 53（5） 选择 led_test.bit 文件，弹出如下对话框： 图 54（6） 点击 No，弹出如下对话框： 公司官网：www.tr

28、销售邮箱：公司总机：020-8998-628042/56技术论坛：技术邮箱：技术热线：020-3893-9734图 55（7） 点击 OK，双击“ISE iMPACT (O.61xd)-iMPACT Processes-Generate File”，如下图所示： 图 56（8） 右边提示如下图所示： 公司官网：销售邮箱：公司总机：020-8998-628043/56技术论坛：技术邮箱：s

29、技术热线：020-3893-9734图 57（9） 点击 Boundary Scan 后在空白处右击鼠标，在弹出的界面中点击“Initialize Chain”， 如下图所示： 图 58公司官网：销售邮箱：公司总机：020-8998-628044/56技术论坛：技术邮箱：技术热线：020-3893-9734（10） 点击后弹出如下界面： 图 59（11） 选择 led_test.bit 文件，弹出如下对话框： 图 60公司官网：w

30、销售邮箱：公司总机：020-8998-628045/56技术论坛：技术邮箱：技术热线：020-3893-9734（12） 点击 Yes，弹出如下界面： 图 61（13） 选择 led_test.mcs，弹出如下界面： 图 62公司官网：销售邮箱：公司总机：020-8998-628046/56技术论坛：技术邮箱：技术热线：020-3893-9

31、734（14） 选择板载 SPI FLASH 的型号“W25Q64BV/CV”，点击 OK，弹出如下界面： 图 63（15） 点击 OK，左键选中 FLASH（变绿），双击左边的 Erase 擦除原有的程序，弹出如下界面： 公司官网：销售邮箱：公司总机：020-8998-628047/56技术论坛：技术邮箱：技术热线：020-3893-9734图 64（16） 双击左边的 Program，等待片刻即可烧写成功，同时界面也会提示烧写成功。 图 65公司官网：www.t

32、销售邮箱：公司总机：020-8998-628048/56技术论坛：技术邮箱：技术热线：020-3893-9734图 66（17） 开发板重新上电，发现 LED 会闪烁。 公司官网：销售邮箱：公司总机：020-8998-628049/56技术论坛：技术邮箱：技术热线：020-3893-97345 芯片型号的转换方法创龙提供 LX16 和 LX45 两

33、种 FPGA 芯片型号，默认使用的是 LX16 的芯片例程，如需使用其他芯片型号的 FPGA 工程，可通过以下方法进行转换。以 LX16 转换成 LX45 为例： （1） 打开 LED 工程的 led_test.xise 文件。 图 67（2） 右键点击工程文件，选择Design Properties。 图 68（3） 确认各项参数是否正确，注意 Device 选择XC6SLX45。 公司官网：销售邮箱：公司总机：020-8998-628050/56技术论坛：技术邮箱：技术热线：020-3893-9734图 69（4） 双击Configure Target Device。 公司官网：销售邮箱：公司总机：020-8998-628051/56技术论坛：技术邮箱：技术热线：020-3893-9734图 70（5） 出现 warning 窗口，点击 OK 即可。 图