XILINX ISE 13.1教程：VHDL数字系统设计与实现

“ISE集成开发环境介绍--主界面介绍-XILINX_ISE_14.1设计教程” 本文将详细介绍Xilinx ISE 13.1集成开发环境，特别是其主界面的各个组成部分，以及基于VHDL语言的设计流程。Xilinx ISE是用于开发Xilinx FPGA和CPLD器件的强大工具，它提供了从设计输入、仿真、综合到实现的一站式解决方案。 1. **传统数字系统设计流程** 传统的设计流程包括从设计目标出发，手动构建真值表，简化卡诺图得到最简逻辑表达式，然后使用逻辑元件如LSI来实现电路。最后，通过调试和验证确保系统正常工作。 2. **现代数字系统设计流程** 现代流程则更加自动化，设计者首先确定设计目标，然后输入设计描述，进行功能级仿真。接着，通过逻辑综合将高级描述转化为门级网表，再进行时序仿真。之后，经过布局、布线等步骤，最终实现设计并下载到硬件进行测试。 3. **ISE13.1主界面组件** - **源文件窗口**：显示所有设计文件，包括VHDL或Verilog源代码，约束文件等。 - **处理子窗口**：显示设计流程中的各种操作状态，如综合、映射、布局布线等的进度。 - **脚本子窗口**：用于编写和执行Tcl或VHDL/Verilog脚本，自动化设计流程。 - **工作区子窗口**：显示当前工作中的项目、文件和设置，是设计管理的核心区域。 4. **基于VHDL的ISE设计流程** - **工程建立**：创建新的工程，定义工程名称和存储位置。 - **设计输入**：编写VHDL代码，例如一个3位计数器和分频器。 - **功能仿真**：在综合前验证设计功能是否正确。 - **逻辑综合**：将VHDL代码转换为逻辑门级表示。 - **时序仿真**：检查设计在实际时序条件下的性能。 - **设计实现**：包括映射、布局和布线，优化逻辑资源使用。 - **下载与验证**：生成配置文件并下载到FPGA，使用硬件调试工具如示波器进行验证。 5. **具体设计示例** - **3位计数器**：设计一个可以计数到7的计数器，通过3个LED显示计数值。 - **分频器**：接收50MHz的输入时钟，生成1Hz的输出时钟。 - **用户约束**：添加时序约束，确保设计满足特定速度和时序要求。 - **PROM文件生成**：为非易失性存储器（如PROM）生成配置文件，以便离线编程。 6. **启动和新建工程** - **启动ISE13.1**：可以通过开始菜单或桌面图标启动软件。 - **新建工程**：输入工程名，选择产品类别、芯片系列、型号、封装和速度等级，指定综合和仿真工具，以及首选的设计语言。 通过以上步骤，开发者可以在ISE环境中高效地完成从概念到硬件实现的整个数字系统设计过程。理解并熟练掌握这些流程和工具，对于成功开发FPGA和CPLD项目至关重要。