XILINX_ISE_14教程：VHDL语言的数字系统设计流程

"这篇教程详细介绍了基于VHDL语言的XILINX ISE 14[1].1设计流程，适用于FPGA设计。通过学习，你可以掌握如何使用ISE工具进行数字系统的现代化设计，包括从设计输入、功能仿真、逻辑综合到时序仿真和系统验证的全过程。" 在传统数字系统设计流程中，设计者通常从真值表出发，通过化简卡诺图得到最简逻辑表达式，然后手动设计和实现LSI电路，最后进行调试和验证。然而，现代数字系统设计已经转变为一种更为自动化的过程，利用高级设计语言如VHDL，并借助像XILINX ISE这样的集成开发环境，可以实现从设计输入、功能级仿真、逻辑综合、时序仿真到系统调试和验证的全程自动化。 在XILINX ISE 14.1中，设计过程涉及到以下几个关键步骤： 1. **工程的建立**：首先启动ISE软件，可以有两种方式，通过开始菜单或桌面快捷方式。然后选择“新建工程”，输入工程名称，如“counter”，并指定工程存储位置。 2. **器件选择**：在新建工程的向导中，需要选择合适的产品范围、芯片系列、具体型号、封装类型以及速度信息，同时设定综合工具和仿真工具。 3. **设计输入**：接着，使用VHDL编写设计代码，例如创建一个3位计数器，定义实体和架构，如`entity lab1`和相应的`architecture rtl`，并编写逻辑操作，如`y <= a or (c and b)`。 4. **功能仿真**：在VHDL代码编写完成后，进行功能级仿真，检查设计逻辑是否符合预期。 5. **逻辑综合**：通过“转换(Translate)”将VHDL代码转换为门级逻辑，再进行“映射(Map)”和“适配(Fit)”，将逻辑表达式映射到FPGA的特定逻辑块（如CLB）上。 6. **布局和布线(PAR)**：这一步是将逻辑门布局在FPGA的物理结构中，并进行布线，确保信号传输正确。 7. **时序仿真**：在布局布线之后，进行时序仿真，检查设计在实际硬件上的性能，确保满足时序收敛。 8. **设计实现**：将设计下载到FPGA芯片，或者生成配置文件（PROM）并下载到PROM中，用于后续的硬件测试。 9. **硬件验证**：使用示波器、逻辑分析仪等工具对硬件系统进行实际测试和验证，确认设计的功能和性能。 这个教程详细讲解了如何使用XILINX ISE 14.1进行FPGA设计，涵盖了从概念到硬件实现的整个流程，对于想要学习FPGA设计的工程师来说，是一份非常实用的学习资料。通过这个教程，你可以逐步掌握基于VHDL的FPGA设计技能，提升数字系统设计能力。