Spartan147平台与ISE软件的入门资料.docx
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Spartan147平台与ISE软件的入门资料
Spartan-3平台与ISE软件的入门
一、快速浏览Spartan-3EStarterKit的用户指南，便于以后进行内容查找。
中文用户指南：
Spartan-3EStarterKitBoardUserGuide.mht
英文用户指南：
Spartan-3EStarterKitBoardUserGuide.pdf
二、ISE软件安装。
根据资料自学完成安装（在个人电脑上），ISE推荐版本：
14.7。
注意需要破解（即提供license）。
三、ISE软件的初次使用。
在Spartan-3E开发板上，使用ISE软件，完成一个最基本工程的建立、编程、仿真、下载实现。
3.1
1）运行ISEDesignSuite软件，界面如下
2）新建工程（可参考图书：
XilinxFPGA开发实用教程）
FileNewProject
a）设置顶层文件类型Top-levelsourcetype为Schematic（原理图）
b）选择工程的保存位置Location和工作目录WorkingDirectory为fpgaxunlian
c）为工程取名，如：
xunlian1
点击Next
进行下述设置
根据观察我们使用的Spartan3E开发板上的FPGA芯片上的字，可知目标FPGA芯片的属性如下
芯片系列（Family）：
Spartan3E
芯片型号（Device）：
XC3S500E
芯片封装（Package）：
FG320
速度等级（Speed）：
-4（注：
XILINX的FPGA，值越大，速度等级越高）
综合工具（SysthesisTool）选择ISE自带的XST
仿真工具（Simulator）选择ISE自带的Isim
编程语言（PreferredLanguage）选择Verilog
然后，点击Next
观察，然后，点击Finish
3）在工程中加入文件
右键点击“xc3s500e-4fg320”，执行“NewSource”
如上图，先建立一个原理的源文件，取名为Topsch，注意“Addtoproject”复选框需选中，然后点击Next
观察，然后点击Finish，到此建立一张空白原理图。
4）使用原理图方式，实现简单功能如下：
a）LD7灯点亮
b）通过拨码开关控制LD6灯的亮或灭
c）将板上的50Mhz的时钟，二分频后输出到LD5
a）
在symbols子栏目下，在类型（Categories）中，选择General；
然后从元件Symbols中，选择元件gnd，放置在原理图中
然后，点击AddWire，从gnd元件上引出一根导线
然后，点击AddI/OMarker，在红色小方块处（电气连接点）点一下
双击XLXN_1，将网络名改成LD7，点击OK
双击LD7，在Nets中，点击New，新增属性，如下
点击OK，在点击OK
即，将LD7的输出端口的引脚锁定到芯片引脚F8上。
至此，完成将gnd信号输出到F8引脚的功能，即将LD7灯点亮（低电平点灯）。
b）
选择元件ibuf（位置为IO类别中），放置到原理图中
点击AddI/OMarker，分别在上图的两个电气连接出点击
更改输入端口的网络名称为SW3，更改输出端口的网络名称为LD6
双击SW3，
在Nets中，增加引脚锁定的设置。
即点击New
然后，输入上述信息，将SW3端口锁定到FPGA的引脚N17
点击OK，在点击OK
同样，双击LD6，增加引脚锁定设置，LOC=E9
至此，完成拨码开关控制LD6灯的功能。
c）
放入元件fd（位置在Flip_Flop类中），即一个D触发器
放入元件inv（位置在Logic类中），即一个反相器
对两个元件的位置进行适当调整
选中INV，执行EditMirror，将元件INV的放置方向调整一下，便于连线
进行连线，如下图
加上IO端口，如下图
更改端口名称，并锁定引脚
输入：
XLXN_4，改为CLK50，LOC=C9
输出：
XLXN_5，改为CLKOUT，LOC=D11
注：
引脚D11对应LD5灯
原理图画完，注意保存。
5）执行综合，仿真，下载。
在Design子栏目下，选中Topsch
然后双击Systhesize-XST，进行综合。
Console窗口显示“Process"Synthesize-XST"completedsuccessfully”，即成功。
然后双击ImplementDesign，即执行
成功后。
然后进行仿真。
（仿真部分可以跳过不做，直接下载执行）
首先需要增加一个用于仿真的test文件
与需要仿真验证的文件Topsch关联
生成初始的top_bench_v.v文件
//VerilogtestfixturecreatedfromschematicD:
\fpgaxunlian\xunlian1\Topsch.sch-TueJan1217:
36:
232016
`timescale1ns/1ps
moduleTopsch_Topsch_sch_tb（）;
//Inputs
regSW3;
regCLK50;
//Output
wireLD7;
wireLD6;
wireCLKOUT;
//Bidirs
//InstantiatetheUUT
TopschUUT（
.LD7（LD7）,
.SW3（SW3）,
.LD6（LD6）,
.CLKOUT（CLKOUT）,
.CLK50（CLK50）
）;
//InitializeInputs
`ifdefauto_init
initialbegin
SW3=0;
CLK50=0;
`endif
endmodule
修改top_bench_v.v的内容（增加蓝色的代码，实现输入信号控制）
//VerilogtestfixturecreatedfromschematicD:
\fpgaxunlian\xunlian1\Topsch.sch-TueJan1217:
18:
382016
`timescale1ns/1ps
moduleTopsch_Topsch_sch_tb（）;
//Inputs
regSW3;
regCLK50;
//Output
wireLD7;
wireLD6;
wireCLKOUT;
//Bidirs
//InstantiatetheUUT
TopschUUT（
.LD7（LD7）,
.SW3（SW3）,
.LD6（LD6）,
.CLKOUT（CLKOUT）,
.CLK50（CLK50）
）;
//InitializeInputs
`ifdefauto_init
initialbegin
SW3=0;
CLK50=0;
end
`endif
initial
begin
CLK50=0;
#100;
SW3=1;
#150;
SW3=0;
#200;
SW3=1;
end
always
begin
#10CLK50=~CLK50;
end
endmodule
在Implementation和Simulation的选择框中，从当前的选中Implementation改为选中Simulation
选择后仿真Post-Route
右键点击SimulatePost-Place&RouteModel，选择Run
点击按钮“ZoomtoFullView”，观察仿真结果
下载
在Implementation和Simulation的选择框中，选中Implementatio
右键点击GenerateProgrammingFile,执行Run
右键点击ConfigureTargetDevice,执行Run
选中BoundaryScan，然后点击按钮“InitializeChain”
选择Yes，执行FPGA芯片的下载文件的选择
选择到我们工程下对应的bit文件
接下来，提示选择开发板上PROM存储器的下载文件和CPLD的下载文件，均点击No
然后右键点击xc3s500e芯片，执行Program
显示编程成功，观察开发板效果
LD7等常亮，LD6灯可通过SW3开关，LD5等弱亮，示波器测试为25Mhz的信号。
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