Xilinx ISE13.1教程：VHDL数字系统设计与实现

"这篇文档是关于Xilinx ISE 13.1集成开发环境的介绍，特别是对主界面的各个组成部分进行了讲解。主要内容包括传统和现代数字系统设计流程的对比，以及一个基于VHDL语言的ISE设计流程的详细步骤。在设计流程中，涵盖了从工程建立、设计输入、功能仿真、逻辑综合、时序仿真、设计实现、布局布线到设计下载等多个环节。文中还提到了如何启动ISE 13.1软件，新建工程，并选择合适的芯片型号、封装类型、速度信息以及综合和仿真工具。" 在Xilinx ISE 13.1中，集成开发环境提供了一个高效的设计平台，用于数字系统的开发。主界面通常由以下几个关键部分组成： 1. **源文件窗口**：这是设计的核心部分，包含了所有的源代码文件，如VHDL或Verilog模块，以及相关的约束文件。在这里，设计师可以编写、编辑和管理他们的设计代码。 2. **处理子窗口**：这个窗口显示了当前正在进行的任务或者已完成的任务历史，比如编译、综合、适配和布局布线等步骤的状态，帮助用户跟踪设计流程中的进度。 3. **脚本子窗口**：对于自动化任务或者重复性工作，开发者可以编写和运行脚本来提高效率。脚本子窗口允许用户创建、编辑和执行这些脚本，以便于批量处理设计任务。 4. **工作区子窗口**：工作区通常展示设计的层次结构，以及设计元素之间的关系。用户可以通过它来组织和管理设计的不同部分。 在现代数字系统设计流程中，Xilinx ISE 13.1扮演着核心角色。设计者首先确定设计目标，然后通过设计输入进行功能级仿真，接着进行逻辑综合，确保设计满足性能要求。时序仿真确保了设计在实际时钟速率下的正确性。一旦设计经过验证，就可以进行布局布线，将逻辑门级表示映射到FPGA的物理资源上，如CLB（Configurable Logic Block）。最后，设计会被下载到FPGA芯片中，或者生成配置文件以烧录到CPLD或PROM中。 在基于VHDL的ISE设计流程中，设计师会按照以下步骤操作： 1. **启动ISE 13.1**：可以通过开始菜单或桌面图标启动软件。 2. **新建工程**：创建新工程，指定工程名和存放位置，选择合适的产品类别、芯片系列、型号、封装和速度信息，以及综合和仿真工具。 3. **设计输入**：编写VHDL代码，例如文中提到的分频器和计数器。 4. **功能仿真**：使用仿真工具验证设计的功能正确性。 5. **逻辑综合**：将高级语言描述转化为逻辑门级表示。 6. **添加用户约束**：定义设计的时序和物理限制。 7. **设计实现**：包括映射、适配和布局布线，将设计转化为实际硬件布局。 8. **设计下载**：将最终设计下载到FPGA芯片中。 9. **结果验证**：通过示波器、逻辑分析仪等工具检查设计的实际行为。 整个流程旨在实现一个完整的数字系统，从概念到硬件实现，Xilinx ISE 13.1提供了全面的工具支持，使得设计过程更加高效和精确。