Spartan-14.7平台与ISE软件的入门

Spartan-3平台与ISE软件的入门
一、快速浏览Spartan-3E Starter Kit的用户指南，便于以后进行内容查找。

中文用户指南：Spartan-3E Starter Kit Board User Guide.mht
英文用户指南：Spartan-3E Starter Kit Board User Guide.pdf
二、ISE软件安装。

根据资料自学完成安装（在个人电脑上），ISE推荐版本：14.7。

注意需要破解（即提供license）。

三、ISE软件的初次使用。

在Spartan-3E开发板上，使用ISE软件，完成一个最基本工程的建立、编程、仿真、下载实现。

3.1
1）运行ISE Design Suite软件，界面如下
2）新建工程（可参考图书：Xilinx FPGA开发实用教程）File New Project
a)设置顶层文件类型Top-level source type为Schematic（原理图）
b)选择工程的保存位置Location和工作目录Working Directory
为fpgaxunlian
c)为工程取名，如：xunlian1
点击Next
进行下述设置
根据观察我们使用的Spartan 3E开发板上的FPGA芯片上的字，可知目标FPGA芯片的属性如下
芯片系列（Family）：Spartan3E
芯片型号（Device）：XC3S500E
芯片封装（Package）：FG320
速度等级（Speed）：-4（注：XILINX的FPGA，值越大，速度等级越高）
综合工具（Systhesis Tool）选择ISE自带的XST
仿真工具（Simulator）选择ISE自带的Isim
编程语言（Preferred Language）选择Verilog
然后，点击Next
观察，然后，点击Finish 3）在工程中加入文件
右键点击“xc3s500e-4fg320”，执行“New Source”
如上图，先建立一个原理的源文件，取名为Topsch，注意“Add to project”复选框需选中，然后点击Next
观察，然后点击Finish，到此建立一张空白原理图。

4）使用原理图方式，实现简单功能如下：
a)LD7灯点亮
b)通过拨码开关控制LD6灯的亮或灭
c)将板上的50Mhz的时钟，二分频后输出到LD5
a）
在symbols子栏目下，在类型（Categories）中，选择General；然后从元件Symbols中，选择元件gnd，放置在原理图中
然后，点击Add→Wire，从gnd元件上引出一根导线
然后，点击Add→I/O Marker，在红色小方块处（电气连接点）点一下
双击XLXN_1，将网络名改成LD7，点击OK
双击LD7，在Nets中，点击New，新增属性，如下
点击OK，在点击OK
即，将LD7的输出端口的引脚锁定到芯片引脚F8上。

至此，完成将gnd信号输出到F8引脚的功能，即将LD7灯点亮（低电平点灯）。

b)
选择元件ibuf（位置为IO类别中），放置到原理图中
点击Add I/O Marker，分别在上图的两个电气连接出点击
更改输入端口的网络名称为SW3，更改输出端口的网络名称为LD6 双击SW3，
在Nets中，增加引脚锁定的设置。

即点击New
然后，输入上述信息，将SW3端口锁定到FPGA的引脚N17
点击OK，在点击OK
同样，双击LD6，增加引脚锁定设置，LOC=E9
至此，完成拨码开关控制LD6灯的功能。

c)
放入元件fd（位置在Flip_Flop类中），即一个D触发器
放入元件inv（位置在Logic类中），即一个反相器
对两个元件的位置进行适当调整
选中INV，执行Edit Mirror，将元件INV的放置方向调整一下，便于连线
进行连线，如下图
加上IO端口，如下图
更改端口名称，并锁定引脚
输入：XLXN_4，改为CLK50，LOC=C9
输出：XLXN_5，改为CLKOUT，LOC=D11 注：引脚D11对应LD5灯
原理图画完，注意保存。

5）执行综合，仿真，下载。

在Design子栏目下，选中Topsch
然后双击Systhesize-XST，进行综合。

Console窗口显示“Process "Synthesize - XST" completed successfully”，
即成功。

然后双击Implement Design，即执行
成功后。

然后进行仿真。

（仿真部分可以跳过不做，直接下载执行）首先需要增加一个用于仿真的test文件
与需要仿真验证的文件Topsch关联
生成初始的top_bench_v.v文件
// Verilog test fixture created from schematic D:\fpgaxunlian\xunlian1\Topsch.sch - Tue Jan 12 17:36:23 2016
`timescale 1ns / 1ps
module Topsch_Topsch_sch_tb();
// Inputs
reg SW3;
reg CLK50;
// Output
wire LD7;
wire LD6;
wire CLKOUT;
// Bidirs
// Instantiate the UUT
Topsch UUT (
.LD7(LD7),
.SW3(SW3),
.LD6(LD6),
.CLKOUT(CLKOUT),
.CLK50(CLK50)
修改top_bench_v.v的内容（增加蓝色的代码，实现输入信号控制）
#150;
SW3 = 0;
#200;
SW3 = 1;
end
always
begin
#10 CLK50 = ~CLK50;
end
endmodule
在Implementation和Simulation的选择框中，从当前的选中Implementation改为选中Simulation
选择后仿真Post-Route
右键点击Simulate Post-Place & Route Model，选择Run
点击按钮“Zoom to Full View”，观察仿真结果
下载
在Implementation和Simulation的选择框中，选中Implementatio 右键点击Generate Programming File,执行Run
右键点击Configure Target Device,执行Run
选中Boundary Scan，然后点击按钮“Initialize Chain”
选择Yes，执行FPGA芯片的下载文件的选择
选择到我们工程下对应的bit文件
接下来，提示选择开发板上PROM存储器的下载文件和CPLD的下载文件，均点击No
然后右键点击xc3s500e芯片，执行Program
显示编程成功，观察开发板效果
LD7等常亮，LD6灯可通过SW3开关，LD5等弱亮，示波器测试为25Mhz的信号。