Vivado软件在Basys3板上的数字逻辑电路实验

本次实验名为"第一次实验1"，旨在软件工程专业的软件6班进行，由2名学生组成，课程涉及数字逻辑实验教学。实验的主要目的是让学生掌握Xilinx Vivado软件的使用，通过创建一个简单的数字电路，利用Vivado IP集成，将其应用于basys3板上的FPGA开发，并通过Tcl脚本进行工程设计约束。 首先，实验要求学生使用Vivado软件设计一个电路，当开关状态改变时，对应的LED灯会发生亮灭变化。具体来说，当开关打开时，输出为1，LED亮；反之，输出为0，LED暗。实验通过实物电路的搭建，如图-1所示，让学生亲自动手验证数字逻辑规则。 在实验环境中，关键工具包括Basys3开发板，它是实验的基础硬件平台，提供FPGA的物理实现。此外，使用Vivado的XSIM模拟器进行设计验证，通过合成、实施步骤生成比特流，并将比特流配置到FPGA中，以验证设计的正确性和有效性。 实验内容包括以下几个步骤： 1. 完成针对特定FPGA的工程设计，应用XDC文件约束部分引脚布局，并利用Tcl脚本进行额外限制。 2. 使用XSIM进行仿真，确保电路行为符合预期，然后进行设计的综合、实施，并生成可配置FPGA的比特流。 3. 设计输入与LED输出直接相连，实际操作前先了解各个输入逻辑对输出的影响，从而观察其余LED的响应。 4. 最后，通过检查Basys3板的实际输出，确认电路是否按照设计意图正常工作，验证软件工具Vivado在完整设计流程中的应用。 实验的结论强调了Vivado软件在实际FPGA设计中的重要性，以及设计的数字电路在硬件上的完美表现，这不仅提升了学生的实践能力，也加深了他们对数字逻辑和FPGA原理的理解。实验过程中，学生还需要反思和解决可能出现的问题，提出思考题，以便在未来的学习和工作中不断深化理论与实践的结合。