传统数字系统设计：从真值表到XILINX ISE 14.1实战教程

传统数字系统设计流程是一个以手工操作为主导的技术活动，主要针对逻辑门级的设计，涉及到多个步骤。首先，设计者需要明确设计目标，例如通过人为给出真值表来确定电路的功能需求。真值表是描述输入和期望输出关系的基础，通过它，设计师可以直观地了解逻辑功能。接着，利用卡诺图（Karnaugh Map）对真值表进行化简，以简化逻辑表达式，减少所需的实际硬件资源。卡诺图化简有助于提取最小项，从而实现最简逻辑电路。 在这个过程中，LSI（Large-Scale Integration）电路会被人工选择和连接，以实现最终的逻辑功能。这一步包括了设计者对电路元件的理解和选择，以及电路布局和连线的工作。完成设计后，系统会进行调试和验证，确保功能正确无误。 然而，随着技术的进步，现代数字系统设计流程已经引入了自动化和高级工具。Xilinx ISE 14.1设计教程中，设计过程更为高效和集成。设计目标不再完全依赖于人工，而是通过设计输入开始，如功能级仿真的设定，然后利用工具进行逻辑综合，将VHDL或Verilog代码转化为硬件描述语言。时序仿真确保了电路的时序行为符合预期，同时减少了设计错误。 在综合后的阶段，工具会自动执行一系列转换、映射、适配和布局布线的过程，直至完成设计下载。对于FPGA和CPLD设计，如Xilinx的器件，会涉及CLB（可编程逻辑块）的配置，以及配置文件的管理和下载。此外，现代设计还强调使用示波器、逻辑分析仪等硬件工具，配合软件观察设计结果，如计算机自动完成时序收敛，提高了设计效率。 基于VHDL语言的ISE 14.1设计流程提供了一个全面的指南，从启动软件、创建新工程，到具体设计细节如三位计数器、分频器的设计，再到添加用户约束、下载和验证。它演示了如何在集成开发环境中利用VHDL语言进行系统级设计，从高层次的描述到低层次的实现，展现了数字化设计从概念到实现的完整路径。通过学习和实践这种流程，设计者可以更好地掌握Xilinx ISE工具，并应用于实际项目中。