VHDL上机指南：基于Xilinx ISE的工程创建与仿真

"VHDL上机手册，主要讲解如何基于Xilinx ISE进行VHDL设计，包括软件运行、工程创建、VHDL代码编写、仿真及Testbench的建立和输入波形设置等步骤。" VHDL是硬件描述语言（Hardware Description Language）的一种，常用于数字电路设计，特别是在FPGA（Field-Programmable Gate Array）开发中。Xilinx ISE是一款集成开发环境，用于设计、仿真和实现基于Xilinx FPGA和 CPLD 的VHDL项目。 1. **ISE软件的运行** Xilinx ISE软件提供了从设计输入、编译、仿真到硬件编程的完整工作流程。启动软件通常是通过点击“开始”菜单中的相应程序快捷方式，选择Xilinx ISE 7.1的"Project Navigator"。 2. **创建一个新工程** 创建新工程是VHDL设计的第一步。在ISE中，用户需要选择"File"菜单，然后点击"New Project…"。在弹出的对话框中，选择工程存储的位置，并输入工程名称。默认情况下，系统会根据工程名创建一个同名的目录。选择HDL作为顶层模块类型，这表示设计将以VHDL代码的形式存在。 3. **创建一个VHDL源文件框架** 在工程中，VHDL源文件是实现逻辑功能的核心。用户可以使用ISE的文本编辑器来创建新的VHDL文件，输入描述电路逻辑的VHDL代码。 4. **输入VHDL程序** VHDL程序由实体、结构体、包、配置等组成。实体描述外部接口，结构体描述内部逻辑。用户需要按照VHDL语法规则编写代码，定义信号、组件、过程和函数，以实现所需的功能。 5. **仿真** 为了验证VHDL代码的功能，需要进行仿真。在ISE中，可以使用ISim仿真工具。首先，将VHDL代码编译成网表，然后设置仿真参数，包括时间范围、激励信号和观察变量。最后运行仿真，观察波形图以验证设计是否满足预期。 6. **创建Testbench波形源文件** Testbench是用于模拟设计输入和检查输出的虚拟测试环境。它通常包含一组进程，模拟实际应用中的激励信号，并通过边界扫描接口与设计的实体交互。在ISE中，创建一个单独的VHDL源文件来编写Testbench代码。 7. **设置输入仿真波形** 在仿真前，需要定义Testbench中信号的初始值和变化序列。这可以通过设置波形数据（waveform data）来实现，这些数据将在仿真过程中驱动设计的输入信号。 通过以上步骤，用户可以逐步完成一个完整的VHDL设计流程，从概念到实现，再到功能验证。理解并熟练掌握这些步骤对于使用Xilinx ISE进行VHDL设计至关重要。在实际操作中，可能还需要涉及其他高级特性，如时序分析、约束设置、IP核集成以及硬件编程等，这些都是VHDL和ISE综合应用的重要组成部分。