XILINX ISE 14.5 数字系统设计教程

“XILINX ISE 14.5 教程，数字系统设计流程，VHDL语言，FPGA设计，工程建立，计数器设计，分频器设计，布局布线，设计下载” XILINX ISE 14.5 是一款广泛使用的集成开发环境，主要用于设计和实现基于Xilinx FPGA的数字系统。这个教程涵盖了从传统的到现代的数字系统设计流程，以及如何利用ISE 14.5进行高效设计。 在传统的设计流程中，设计目标通常由人工设定，然后通过真值表和卡诺图化简得到最简逻辑表达式，再手动用LSI电路实现。然而，这种方法效率低下，且容易出错。现代设计流程则大大简化了这一过程，利用设计输入、功能级仿真、逻辑综合、时序仿真等步骤，使得设计、调试和验证更加自动化和高效。 在ISE 14.5中，设计流程通常涉及以下步骤： 1. **工程建立**：首先启动ISE软件，创建新工程，指定工程名称、目录、产品分类、芯片系列、型号、封装类型、速度信息，以及选择综合工具和仿真工具，如VHDL或Verilog。 2. **设计输入**：编写VHDL代码，例如定义一个名为`lab1`的实体，包含输入`a`, `b`, `c`和输出`y`，并定义架构实现`y<=a or (c and b)`的逻辑操作。 3. **综合和仿真**：设计完成后，进行综合，将VHDL代码转化为硬件描述，然后进行时序仿真以验证设计功能是否正确。 4. **设计实现**：经过转换、映射、适配和布局布线等步骤，将设计优化并分配到FPGA的CLB（可配置逻辑块）上。这一步骤确保设计满足时序要求，即达到时序收敛。 5. **设计下载**：生成配置文件后，将其加载到FPGA，通过示波器、逻辑分析仪等工具观察和验证设计运行情况。 6. **具体应用示例**：教程中提到了一个实际的设计案例——一个基于VHDL的计数器和分频器设计。计数器部分涉及3位计数器的构建，而分频器则用于将外部50MHz时钟分频得到1Hz时钟。此外，还讲解了如何添加用户约束、进行设计实现，以及生成和下载PROM文件。 通过这个教程，学习者可以掌握从零开始设计到最终实现FPGA项目的基本技能，了解现代数字系统设计的完整流程，并熟悉XILINX ISE 14.5的各种功能和工具，这对于想要进入FPGA设计领域的工程师来说是非常宝贵的资源。