Xilinx FPGA设计基础 VHDL版 含光盘 教学课件 作者 李云松 全书 第2章.ppt

第2章 开发软件与开发流程 　　FPGA 的设计开发流程一般包括设计输入、综合、功能仿真、实现(布局布线)，时序仿真、生成配置文件和配置FPGA等步骤，其流程图如图2.1所示。本章首先用一个开发实例介绍一般的开发流程，然后介绍开发流程中各部分在整个开发流程中完成的功能和所起的作用。 图2.1 Xilinx FPGA一般开发流程 　 2.1 开发软件简介2.1.1 ISE开发软件简介　　Xilinx公司有很多集成的开发软件，主要包括以下几部分： 　　ISE(Integrated Software Environment)软件是一个集成的开发环境，在这一环境中可以完成系统级CPLD和FPGA开发的全套流程，集成的功能包括设计输入、逻辑综合、仿真验证、布局布线以及FPGA配置等。　　Xilinx公司还有一些辅助开发工具，如PlanAhead等，在不涉及PowerPC硬核和Microblaze软核的系统设计中，我们通常使用ISE就可以完成一般项目的开发。 2.1.2 ISE9.1i的安装　　ISE软件可以运行在Windows 2000、Windows XP、Windows Vista和Linux(32位)操作系统上，在Windows XP上的安装步骤如下：　　(1) 将ISE9.1 DVD光盘放入计算机光驱中，安装光盘将自动启动安装界面(如图2.2所示)。如果安装光盘没有自动启动安装程序，用户可以进入安装光盘目录，用鼠标左键双击光驱根目录下的Setup.exe图标(见图2.3)启动安装过程。 图 2.2 ISE安装启动界面 图 2.3 ISE安装图标 　　(2) 安装软件经过初始化操作之后进入安装界面，如图2.4所示，首先输入购买ISE软件时Xilinx公司提供的序列号，按照安装向导的提示，同意软件协议并点击一系列确认按钮之后，进入安装目录选择界面。 图 2.4 输入序列号 　　(3) 在图2.5上面的框中填入安装目录，默认情况下为C盘根目录。 图2.5 选择安装目录 　　(4) 单击下一步选择安装的组件后，进入确认安装界面，如图2.6所示。 图2.6 确认安装界面 　　(5) 单击图2.6中的Install按钮，开始ISE的安装过程。安装的过程中，安装界面显示了ISE的一些新特性，安装完成后，双击桌面的ISE9.1图标就可以打开ISE开发环境界面，如图2.7所示。 图2.7 ISE开发环境界面 2.1.3 ModelSim仿真软件简介　　ModelSim是Mentor公司开发的一款功能强大的仿真软件，在通用的仿真软件中，仿真速度最快。ModelSim在设计、编译、仿真、测试和调试开发中，有一整套的工具可以使用，操作起来非常灵活。但它侧重于仿真，不能针对具体的器件编译，在链接到具体器件的仿真库文件后，可以对对应的器件进行布线后仿真。因此我们在使用ModelSim时，常将ModelSim作为ISE的第三方嵌入工具使用。　　ModelSim软件的主界面如图2.8所示。 图2.8 ModelSim仿真界面 2.2 一个简单的开发项目　　基于FPGA的项目开发是一个比较复杂的过程，为了满足时序收敛，需要进行许多循环操作的步骤。这里我们简化这些步骤，以一个最简单的开发实验为例，逐步了解FPGA开发过程中需要熟悉的软件操作。之前没有接触过VHDL语言和FPGA开发的读者可以不必关心实验过程中涉及到的一些名词和代码，而只需在实验的过程中了解开发环境的相关操作。 　　最简单的开发实验　　实验介绍：　　本实验将完成图2.9所示的电路图。实验的过程中将完成MY_AND2和MY_OR2模块的VHDL描述程序，并用这两个模块完成顶层模块AND_OR的结构化描述。 图2.9 AND_OR电路图 　　实验目标：　　通过这个实验将学会以下几点：　　? 编写简单门电路的RTL级描述程序；　　? 创建简单电路的结构级VHDL描述程序；　　? 用VHDL语言建立电路的层级描述；　　? 熟悉ISE集成环境；　　? 使用ISE集成环境的HDL编辑器；　　? 熟悉ISE第三方集成的仿真工具ModelSim SE的使用；　　? 熟悉一般项目开发的步骤。 　　实验过程：　　(1) 创建一个新的工程，工程命名为“lab1”。　　双击桌面的Xilinx ISE图标或者单击“开始→Xilinx ISE 9.1i→Project Navigator”打开ISE开发环境。　　在ISE开发环境中单击“File→New Project”，如图2.10所示，弹出一个建立新工程的对话框，如图2.11所示。在Project Location框中填写工程文件保存路径；在Project Name框中，填写新建工程的名字“