VHDL上机指南：Xilinx_ISE与ModelSim仿真流程

"VHDL上机手册(基于Xilinx ISE&ModelSim) - 学习VHDL设计流程，使用Xilinx ISE创建工程，配置ModelSim，进行不同阶段的仿真" 在VHDL设计流程中，Xilinx ISE（Integrated Software Environment）是一款强大的工具，用于开发和实现FPGA（Field-Programmable Gate Array）和 CPLD（Complex Programmable Logic Device）的设计。而ModelSim则是一款功能强大的硬件描述语言（HDL）仿真器，支持VHDL和Verilog，用于验证设计的正确性。以下是对手册内容的详细解释： 1. **ISE软件的运行及ModelSim配置**： ISE启动后，通过编辑器的首选项设置配置ModelSim。在"Partner Tools"选项卡中指定ModelSim的可执行文件路径。配置完成后，需要重启ISE以确保设置生效，以便于在设计流程中调用ModelSim进行仿真。 2. **创建新工程**： 新工程的创建通常始于Project Navigator。点击“文件”->“新建工程”，选择工程存储位置和命名，然后逐步配置器件类型、封装、速度等级等参数。 3. **创建VHDL源文件框架**： 在新工程中，用户需要创建VHDL源文件，用于编写设计描述。VHDL是一种用于数字系统的硬件描述语言，可以用来描述电路的行为和结构。 4. **利用计数器模板向导生成设计**： ISE提供模板向导来简化常见设计的创建，如计数器。用户可以通过向导快速生成基本的计数器设计，然后根据需求进行修改和扩展。 5. **仿真**： 仿真是验证设计的关键步骤，确保代码按照预期工作。在VHDL设计流程中，有多个仿真阶段，包括行为仿真、逻辑综合后仿真、映射后仿真和布局布线后仿真。 6. **创建Testbench波形源文件**： Testbench是独立于被测试设计的另一个VHDL模块，用于模拟外部输入信号并检查设计的输出。它创建了一种虚拟环境来测试设计的功能。 7. **设置输入仿真波形**： 在Testbench中定义输入信号的时序，以模拟真实情况下的激励，这有助于分析设计的响应。 8. **调用ModelSim进行仿真简介**： 在ISE中配置好ModelSim后，可以调用它进行仿真。ModelSim提供了直观的图形用户界面和命令行接口，支持查看波形、设置断点、控制仿真时间等。 9. **行为仿真（Simulate Behavioral Model）**： 行为仿真关注设计的逻辑行为，不考虑实际的物理实现。它验证VHDL代码在逻辑上的正确性。 10. **转换后仿真（Simulate Post-Translate VHDL Model）**： 逻辑综合后仿真检查经过逻辑优化的网表模型，这更接近实际硬件实现。 11. **映射后仿真（Simulate Post-Map VHDL Model）**： 映射是将逻辑网表转换为特定FPGA或CPLD结构的过程。映射后仿真检查这种映射对设计性能的影响。 12. **布局布线后的仿真（Simulate Post-Place&Route VHDL Model）**： 布局布线是将设计分配到FPGA的具体位置，并连接其内部资源。此阶段的仿真能评估实际物理实现的性能和时序。 通过以上步骤，设计者能够完成从概念到硬件实现的整个流程，确保VHDL代码在FPGA上的正确运行。这份手册为初学者提供了一个清晰的指南，帮助他们掌握VHDL设计和验证的基础知识。