XDU软工院FPGA课程：一阶数值比较器VHDL实现与仿真

该文档是XDU软工院的一份关于FPGA开发的实验报告，标题为"XDU软工院选FPGA第5次"，着重于使用FPGA（Field-Programmable Gate Array）技术进行基于VHDL语言的数字系统设计。实验目标包括学习VHDL语言的基本语法，掌握电路结构化描述和行为描述语句的使用，以及熟悉Altera ISE集成开发环境的操作。 实验内容聚焦于一位数值比较器的设计和实现。首先，学生需要在ISE环境中创建一个名为LAB4的新工程，指定为XC3S200-5的Spartan3系列FPGA芯片，封装为PQ208，速度等级为5。然后，学生需编写VHDL代码，定义输入a和b以及输出q（比较结果），使用行为描述语句来实现逻辑判断，当a不等于b时输出'0'，否则输出'1'。 报告要求包括以下几个部分： 1. 实验原理：详细解释在ISE开发环境中，如何利用行为级描述方法（如流程控制结构）来实现一位数值比较器的功能。行为级描述强调的是电路逻辑的执行顺序，适用于描述硬件实现过程中的条件分支等操作。 2. 实现步骤： - 建立工程文件：创建工程文件并设置参数，确保选择合适的硬件平台。 - 添加源文件与代码编写：引入VHDL库，定义实体（entity）和架构（architecture），明确输入和输出端口，以及具体的比较逻辑。 - 创建Testbench：编写测试脚本，设置输入信号a和b的波形，并通过Modelsim进行仿真，验证比较器的功能是否正确。 3. 测试及结果：这部分记录实际的仿真过程和结果，包括观察到的电路行为和预期的输出，可能还包括任何遇到的问题及其解决方案。 4. 实验总结：总结整个实验的学习体验，对比数据流描述（一种描述硬件电路的方式，侧重于处理连续的数据流）与行为级描述的差异，以及对ISE集成环境的理解程度和使用的熟练程度。 这份实验报告不仅锻炼了学生的编程技能，还帮助他们理解硬件描述语言的使用，以及如何将理论知识应用到实际的FPGA设计中。通过这样的实践，学生能够深化对VHDL语言的理解，提升数字系统设计的能力。