FPGA最小系统之：实例2 在Xilinx的FPGA开发板上运行第一个FPGA程序

2.6.1 实例的内容及目标

1．实例的主要内容

本节旨在通过给定的工程实例——“按键开关控制LED”来熟悉Xilinx ISE软件的基本操作、设计、编译及仿真流程。同时使用基于Xilinx FPGA的开发板将该实例进行下载、验证及调试，完成工程设计的硬件实现，熟悉Xilinx FPGA开发板的使用及配置方式。

在本训练中设计软件采用ISE 7.1i，实现功能是利用4个按键开关来控制8个LED灯。具体的显示方案是由4个按键开关控制8个LED灯，根据按键开关按下的不同，会有不同的灯点亮。

在本训练中，将主要讲解下面一些知识点。

• Xilinx ISE工程创建及属性设置。
• Xilinx ISE源文件设计输入方式。
• Xilinx ISE综合。
• Xilinx ISE行为仿真。
• Xilinx ISE约束设计。
• Xilinx ISE布局布线。
• Xilinx ISE时序仿真。
• Xilinx ISE硬件下载。

通过这些知识点，按照下面提供的训练流程，读者可以迅速地掌握使用Xilinx ISE软件进行FPGA开发的方法。

2．实例目标

通过详细的流程讲解，读者应达到下面的目标。

• 熟悉Xilinx ISE软件的操作环境。
• 熟悉Xilinx ISE软件开发FPGA的基本流程。
• 可独立使用Xilinx ISE软件开发新工程。

2.6.2 平台简介

本实例基于红色飓风II代Xilinx板，此开发板集成了Xilinx的Spartan3 40万门FPGA及相关的丰富外设资源。

此开发板更加详细的信息、扩展附件及使用方法，可以到红色飓风的官方网站：http://www.fpgadev.com获取更多的信息。

本实例将通过一个简单的实例在这个开发板上对Xilinx的FPGA设计流程做一个全面的介绍，依照此例程的流程便可在该开发板上运行一个FPGA程序。

如图2.65所示为此开发板的一个外观图。

图2.65 红色飓风II代Xilinx板外观图

2.6.3 实例详解

本节同样将使用图解的方式将整个流程一步一步展现给读者，使读者能够轻松掌握ISE的开发流程。

1．工程创建及属性设置

（1）启动Project Navigator。

安装好ISE7.1套件后，可以按照以下的方法打开Project Navigator。

① 在桌面上面双击Xilinx ISE 7.1i的快捷方式图标，如图2.66左图所示。

② 选择“开始”→“所有程序”→“Xilinx ISE 7.1i”→“Project Navigator”，打开Project Navigator，如图2.66右图所示。

打开后的Project Navigator界面如图2.67所示。可以看到，Project Navigator的界面是一个标准的Windows软件视窗。分别包括标题栏、菜单栏、工具栏、工程浏览器、进度浏览器、主工作区、信息栏、状态栏。

图2.66 ISE的启动

图2.67 Project Navigator主界面

（2）创建一个新的工程。

单击“File”→“New Project…”，弹出如图2.68所示对话框。

图2.68 新建工程对话框

在这里填写将要创建的工程的名称（Project Name）、路径（Project Location）和工程的顶层模块类型（Top-Level Module Type）。

顶层模块类型我们主要使用前面两种：HDL(Hardware Design Language)硬件设计语言模式和Schematic原理图模式，这里选择HDL。

（3）设置工程属性。

填写好后，单击“Next”按钮，在如图2.69所示的对话框中设置工程的属性。

图2.69 工程属性对话框

在这个对话框可设置的属性定义，如表2.4所示。

表2.4 属性定义

本实例选用的都是ISE自己带的综合工具和仿真工具，这里也可以选择第三方的应用软件，如图2.70和图2.71所示。

图2.70 工程属性对话框选择第三方综合工具

图2.71 工程属性对话框选择第三方仿真工具