使用ISE设计FPGA：从VHDL到硬件运行

该资源是一份关于如何使用ISE工具进行FPGA设计的教程，特别是针对Xilinx的Spartan3E系列XC3S100E FPGA芯片在DIGILENT BASYS2目标板上的应用。设计内容是创建一个8位计数器，通过8个LED显示计数值，并使用1位按键开关作为复位信号，以及一个外部1Hz时钟源。 主要内容详述如下： 1. **建立工程**：使用ISE 14.4版本，启动Project Navigator，创建新工程，设定工程名、位置，选择FPGA系列（Spartan3E），型号（XC3S100E），封装（CPG132），速度等级（4），并配置综合工具、仿真工具和设计语言为VHDL。 2. **VHDL设计**：创建VHDL模块，定义计数器的端口和内部信号，编写计数逻辑，例如8位计数器的递增或递减操作，并保存文件。 3. **综合与查看结果**：选择VHDL源文件进行综合，查看综合报告，通过RTL和Technology视图分析设计的硬件实现，包括时钟缓冲、输入缓冲、触发器、多路复用器、查找表、异或门和输出缓冲等基本逻辑元素。 4. **功能仿真**：在Simulation菜单下选择Behavioral仿真，对计数器进行功能验证，确保在软件环境中按预期工作。 5. **添加用户约束**：在工程中添加用户约束，定义I/O端口的物理位置和时序特性，确保设计符合目标板的实际连接。 6. **布局布线与查看结果**：运行Place & Route过程，查看布局布线报告，了解资源使用情况和时序性能。 7. **时序仿真**：进行时序仿真，检查设计在实际时钟速率下的行为，确保满足时间要求。 8. **下载到FPGA**：生成编程文件，使用iMPACT工具管理配置项目，将设计下载到FPGA芯片中，确保在硬件上成功运行。 9. **生成PROM文件**：创建配置 PROM 文件，用于将来无需通过电脑直接加载到FPGA中。 这个教程覆盖了FPGA设计的基本流程，从设计概念到硬件实现，是学习Xilinx ISE工具和FPGA设计的一个很好的起点。对于初学者，理解每个步骤的细节和目的至关重要，以便在实践中有效地实现数字系统。