传统与现代数字系统设计流程对比——ISE软件应用

"这篇文档介绍了传统数字系统设计流程和现代数字系统设计流程，重点在于使用Xilinx ISE 13.1软件进行FPGA设计。主要内容包括如何使用VHDL语言进行数字系统的开发，从工程建立、设计输入、功能仿真、逻辑综合、时序仿真、设计实现到最终的下载到FPGA芯片的全过程。" 在传统数字系统设计流程中，设计者首先明确设计目标，手动创建真值表，然后通过化简卡诺图获取最简布尔表达式，再利用大型集成电路（LSI）来实现电路，最后进行系统调试和验证。这个过程较为繁琐且依赖于人的经验和手工操作。 现代数字系统设计流程则显著地自动化了这些步骤。设计者先设定目标，然后进行设计输入，通常采用硬件描述语言如VHDL或Verilog。接着，进行功能级仿真确保逻辑正确性。接下来是逻辑综合，将高级语言描述转化为门级网表。随后进行时序仿真，检查速度性能。经过这一系列步骤，设计会被适配、布局和布线，最终实现到FPGA或CPLD上。在ISE 13.1这样的集成开发环境中，设计者可以方便地进行这些操作。 在ISE 13.1中，设计流程包括： 1. 启动软件，可以通过开始菜单或桌面图标启动。 2. 新建工程，指定工程名称、位置，选择产品类别、芯片系列、型号、封装和速度等级，以及综合和仿真工具，并选择使用VHDL语言。 3. 设计输入，编写VHDL代码，例如实现一个分频器和计数器。 4. 综合设计，将VHDL代码转换为门级表示，检查综合报告。 5. 时序仿真，验证设计在实际时序条件下的行为。 6. 添加用户约束，如时钟速度、电源电压等。 7. 进行布局布线，优化设计在FPGA上的物理实现。 8. 查看布局布线结果，确认资源占用和时序性能。 9. 下载设计到FPGA芯片，进行硬件验证。 10. 生成PROM文件，用于编程外部的可编程只读存储器（PROM），以便在没有ISE开发环境的设备上运行设计。 整个设计流程强调了计算机辅助设计工具在现代数字系统开发中的关键作用，大大提高了设计效率和准确性。通过VHDL语言和ISE 13.1这样的工具，设计者可以专注于设计本身，而将繁琐的手动操作交给软件处理。