数字系统设计流程：从传统到现代的XILINX_ISE实现

"这篇教程主要介绍了传统数字系统设计流程以及现代数字系统设计流程，重点是使用XILINX_ISE_14.1设计工具进行数字系统设计。在传统流程中，设计者需手动完成真值表、卡诺图化简、逻辑表达式简化和LSI电路实现，并进行系统调试与验证。而在现代流程中，设计输入、功能级仿真、逻辑综合、时序仿真、系统调试与验证等步骤已经实现了自动化，特别是在ISE13.1环境下，设计过程包括工程建立、VHDL代码编写、综合、仿真、实现、布局布线以及最终的下载到FPGA或PROM中。" 在传统数字系统设计流程中，设计者首先确定设计目标，例如构建一个特定功能的逻辑电路。接着，会手工编写真值表，这是一张列出所有输入组合及其对应输出结果的表格。随后，通过化简卡诺图来获取最简布尔表达式，这个过程可以将复杂的逻辑函数简化为最少的门电路。然后，设计者使用逻辑门（如AND、OR、NOT等）来手动构建LSI（大规模集成电路）电路，以实现这个最简表达式。最后，对设计进行调试和验证，确保其在实际操作中能正确工作。 现代数字系统设计流程则利用了计算机辅助设计工具，如XILINX的ISE软件。设计者先设定目标，然后输入设计描述，通常使用硬件描述语言VHDL或Verilog。接下来，进行功能级仿真，检查逻辑设计在理想情况下的行为。逻辑综合阶段，工具会自动将高级语言描述转换为门级网表。之后，进行时序仿真，模拟实际硬件中的延迟效应。经过布局和布线，工具会优化电路布局，确保满足时间约束。设计完成后，将配置文件下载到CPLD或FPGA中，如XILINX的CLB（Configurable Logic Block）结构。在FPGA上进行硬件验证，使用示波器、逻辑分析仪等工具进行测试。 在ISE13.1环境下，用户界面分为源文件窗口、处理子窗口、脚本子窗口和工作区子窗口，方便管理设计文件、监控设计过程、执行脚本命令和查看工程状态。设计流程包括新建工程，选择产品类别、芯片型号、封装类型和速度等级，指定综合工具和仿真工具，以及选用VHDL作为设计语言。接着，编写VHDL代码实现特定功能，如计数器或分频器。通过综合、仿真、添加用户约束、布局布线等一系列步骤，最终将设计实现并下载到FPGA或生成PROM文件。 XILINX_ISE_14.1设计教程涵盖了从传统手动设计到现代自动化设计的转变，强调了VHDL在现代数字系统设计中的应用，并详细解释了如何在ISE环境中进行设计、综合、实现和验证的全过程。这对于学习数字逻辑设计和FPGA应用的工程师来说是非常宝贵的学习资源。