EDA实验报告Word格式文档下载.docx

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另外，我们选择Verilog作为默认的硬件描述语言。

（3）再点击Next按钮进入下一页，这里显示了新建工程的信息，确认无误后，点击Finish就可以建立一个完整的工程了。

（1）在工程管理区任意位置单击鼠标右键，在弹出的菜单中选择NewSource命令，选择VerilogModule输入，并输入Verilog文件名。

（2）单击Next按钮进入端口定义对话框。

其中ModuleName栏用于输入模块名，这里是comp2bit，下面的列表框用于端口的定义。

PortName表示端口名称，Direction表示端口方向（可选择为input、output或inout），MSB表示信号最高位，LSB表示信号最低位，对于单信号的MSB和LSB不用填写。

当然，端口定义这一步我们也可以略过，在源程序中再行添加。

（3）定义了模块的端口后，单击Next进入下一步，点击Finish完成创建。

这样，ISE就会自动创建一个Verilog模块的模板，并且在源代码编辑区打开。

简单的注释、模块和端口定义已经自动生成，接下来的工作就是将代码编写完整。

（4）输入代码后，我们还需要对模块进行测试。

在工程管理区将view设置为Simulation，在任意位置单击鼠标右键，并在弹出的菜单中选择NewSource，在类型中选择VerilogTestFixture，输入测试文件名，单击下一步。

这时所有工程中的模块名都会显示出来，我们选择要进行测试的模块。

点击Next,再单击Finish按钮，ISE会在源代码编辑区自动生成测试模块的代码。

我们看到，ISE已经自动生成了基本的信号并对被测模块做了例化。

我们的工作就是在initial…end块中的“//Addstimulushere”后面添加测试向量。

（5）完成测试文件编辑后，确认工程管理区中view选项设置为Simulation，这时在过程管理区会显示与仿真有关的进程。

右键单击其中的SimulateBehavioralModel项，选择弹出菜单中的ProcessProperties项，会弹出属性设置对话框，其中SimulationRunTime就是仿真时间的设置，可将其修改为任意时长。

（6）仿真参数设置完后，就可以进行仿真。

首先在工程管理区选中测试代码，然后在过程管理区双击SimulateBehavioralModel，ISE将启动ISESimulator，可以得到仿真结果。

3.综合与实现

（1）在工程管理区的view中选择Implementation，然后在过程管理区双击Synthesize-XST，就可以开始综合过程。

（2）另外，要实现设计，还需要为模块中的输入输出信号添加管脚约束，这就需要在工程中添加UCF文件。

在工程管理区单击鼠标右键，点击NewSource，选择Implementation-ConstraintsFile，出现一个空白的约束文件，我们就可以为设计添加各种约束。

如果综合步骤没有语法错误，XST能够给出初步的资源消耗情况，点击DesignSummary，即可查看。

（3）在过程管理区双击ImplementationDesign选项，就可以自动完成实现步骤。

如果设计没有经过综合，就会启动XST完成综合，在综合后完成实现过程。

经过实现后能够得到精确的资源占用情况。

在DesignSummary即可看到具体的资源占用情况。

4.二位比较器的verilog源代码

modulecomp2bit（

inputwire[1:

0]a,

0]b,

outputwirea_eq_b,

outputwirea_gt_b,

outputwirea_lt_b

）;

assigna_eq_b=~b[1]&

~b[0]&

~a[1]&

~a[0]

|~b[1]&

b[0]&

a[0]

|b[1]&

a[1]&

a[0];

assigna_gt_b=~b[1]&

a[1]

|~b[0]&

assigna_lt_b=b[1]&

~a[1]

|b[0]&

~a[0];

endmodule

五．实验结果：

通过对二位比较器的设计与实现仿真模拟出的结果，如图所示：

实验一：

输入逻辑门的设计与实现

一.实验简介：

这个实验将指导你通过使用ISE软件进行简单的2输入逻辑门的设计与实现。

二.实验目的：

•使用ISE软件设计并仿真。

•学会程序下载。

三.实验内容：

1.ISE软件是一个支持数字系统设计的开发平台

2.用ISE软件进行设计开发时基于相应器件型号的。

3.图1-1所示电路包含6个不同的逻辑门，本实验中用Verilog语句来描述。

四．实验步骤：

1.新建工程

（1）双击桌面上“”图标，启动ISE软件（也可从开始菜单启动）。

选择File——>

NewProject选项，在弹出的对话框中输入工程名称并指定工程路径,如图所示。

（2）点击Next按钮进入下一页，选择所使用的芯片及综合、仿真工具。

计算机上安装的所有用于仿真和综合的第三方EDA工具都可以在下拉菜单中找到，如图所示。

（3）再点击Next按钮进入下一页，这里显示了新建工程的信息，确认无误后，点击Finish就可以建立一个完整的工程了，如图所示。

2设计输入和代码仿真

（1）在工程管理区任意位置单击鼠标右键，在弹出的菜单中选择NewSource命令，会弹出如图1-5所示的新建源代码对话框，对于逻辑设计，最常用的输入方式就是HDL代码输入法（VerilogModule、VHDLModule）、状态机输入法（StateDiagram）和原理图输入法（Schematic）。

这里我们选择VerilogModule输入，并输入Verilog文件名。

（2）单击Next按钮进入端口定义对话框，如图1-6所示。

其中ModuleName栏用于输入模块名，这里是gates2，下面的列表框用于端口的定义。

简单的注释、模块和端口定义已经自动生成，接下来的工作就是将代码编写完整，如图1-7所示。

（4）输入代码后，我们还需要对模块进行测试。

这时所有工程中的模块名都会显示出来，我们选择要进行测试的模块，如gates2模块。

点击Next,再单击Finish按钮，ISE会在源代码编辑区自动生成测试模块的代码，如图1-8所示。

对gates2模块，我们可以添加如下所示的测试代码。

#200

a<

=0;

b<

#200

a<

=1;

#200

（5）完成测试文件编辑后，确认工程管理区中view选项设置为Simulation，这时在过程管理区会显示与仿真有关的进程，如图1-9中Processes栏所示。

右键单击其中的SimulateBehavioralModel项，选择弹出菜单中的ProcessProperties项，会弹出如图所示的属性设置对话框，其中SimulationRunTime就是仿真时间的设置，可将其修改为任意时长。

（1）所谓综合，就是将HDL语言、原理图等设计输入翻译成由与、或、非门和RAM、触发器等基本逻辑单元的逻辑连接（网表），并根据目标和要求（约束条件）优化所生成的逻辑连接。

完成了输入和仿真后就可以进行综合。

在工程管理区的view中选择Implementation，然后在过程管理区双击Synthesize-XST，就可以开始综合过程，如图所示

综合可能有3种结果：

如果综合后完全正确，则在Synthesize-XST前面有一个打勾的小圆圈；

如果有警告，则出现一个带感叹号的黄色小圆圈；

如果有错误，则出现一个带叉的红色小圆圈。

如果综合步骤没有语法错误，XST能够给出初步的资源消耗情况，点击DesignSummary，即可得到结果。

（3）综合完成后，下一个步骤就是实现（Implementation）。

所谓实现，是指将综合输出的逻辑网表翻译成所选器件的底层模块和硬件原语，将设计映射到器件结构上，进行布局布线，达到在选定器件上实现设计的目的。

实现主要分为3个步骤：

翻译（Translate）逻辑网表、映射（Map）到器件单元与布局布线（place&

Route）。

在ISE中，执行实现过程，会自动执行翻译、映射和布局布线过程：

也可单独执行。

在过程管理区双击ImplementationDesign选项，就可以自动完成实现的3个步骤，如图1-14所示。

4.输入逻辑门的verilog源代码

modulegates2（

inputwirea,

inputwireb,

outputwire[5:

0]z

assignz[5]=a&

b;

assignz[4]=~（a&

b）;

assignz[3]=a|b;

assignz[2]=~（a|b）;

assignz[1]=a^b;

assignz[0]=a~^b;

通过对输入逻辑门的设计与实现仿真模拟出的结果，如图所示：

实验四：

4位二进制-BCD码转换器的设计与实现

一、实验简介

　　这个实验将指导你通过使用ISE软件进行4位二进制-BCD码转换器的设计与实现。

二、实验目的

使用ISE软件设计并仿真。

学会程序下载。

三、实验内容

1.ISE软件是一个支持数字系统设计的开发平台

　　2．用ISE软件进行设计开发时基于相应器件型号的。

注意：

3．图8-1所示为4位二进制-BCD码转换器的真值表，本实验中用Verilog语句来描述。

四、实验步骤

1.新建工程

双击桌面上“”图标，启动ISE软件（也可从开始菜单启动）。

选择FileNewProject选项，在弹出的对话框中输入工程名称并指定工程路径。

点击Next按钮进入下一页，选择所使用的芯片及综合、仿真工具。

　　再点击Next按钮进入下一页，这里显示了新建工程的信息，确认无误后，点击Finish就可以建立一个完整的工程了。

2.设计输入和代码仿真

　在工程管理区任意位置单击鼠标右键，在弹出的菜单中选择NewSource命令，选择VerilogModule输入，并输入Verilog文件名。

单击Next按钮进入端口定义对话框。

其中ModuleName栏用于输入模块名，这里是binbcd4，下面的列表框用于端口的定义。

　定义了模块的端口后，单击Next进入下一步，点击Finish完成创建。

输入代码后，我们还需要对模块进行测试。

　　　完成测试文件编辑后，确认工程管理区中view选项设置为Simulation，这时在过程管理区会显示与仿真有关的进程。

仿真参数设置完后，就可以进行仿真。

3.综合与实现

在工程管理区的view中选择Implementation，然后在过程管理区双击Synthesize-XST，就可以开始综合过程。

另外，要实现设计，还需要为模块中的输入输出信号添加管脚约束，这就需要在工程中添加UCF文件。

在过程管理区双击ImplementationDesign选项，就可以自动完成实现步骤。

4.器件配置

硬件配置是FPGA开发最关键的一步，只有将HDL代码下载到FPGA芯片中，才能进行调试并最终实现相应的功能。

首先我们必须生成能下载到硬件中的二进制比特文件。

双击过程管理区的GenerateProgrammingFile，ISE就会为设计生成相应的二进制比特文件。

然后利用USB-MiniUSB缆线，来为开发板提供电源和数据下载。

我们只需上网下载免费的DigilentAdept软件，即可快速实现Nexys3开发板上FPGA的配置。

用USB-MiniUSB缆线连接开发板和PC，打开开发板的电源开关，然后启动DigilentAdept软件。

系统开始自动连接FPGA设备，成功检测到设备后，会显示出JTAG链上所用芯片。

界面上将显示检测到NEXYS3开发板上的器件FPGA（XC6SLX16）。

这里我们对FPGA进行配置。

在Browse中找到之前生成的设计的二进制比特文件，并点击旁边的Program按钮，软件就开始对FPGA进行配置。

配置成功后，下面的状态栏会显示ProgrammingSuccessful。

至此，器件配置成功，我们就可以在器件上验证预期的设计有没有很好的得以实现。

1.4位二进制-BCD码转换器的verilog源代码

modulebinbcd4（

inputwire[3:

outputwire[4:

0]p

assignp[4]=b[3]&

b[2]|b[3]&

b[1];

assignp[3]=b[3]&

~b[2]&

~b[1];

assignp[2]=~b[3]&

b[2]|b[2]&

assignp[1]=b[3]&

b[2]&

~b[1]|~b[3]&

assignp[0]=b[0];

2．4位二进制-BCD码转换器的约束文件

NET"

b[3]"

LOC="

T5"

;

NET"

b[2]"

V8"

b[1]"

U8"

b[0]"

N8"

p[4]"

T11"

p[3]"

R11"

p[2]"

N11"

p[1]"

M11"

p[0]"

V15"

五、实验结果

实验五：

8-3优先编码器的设计与实现

这个实验将指导你通过使用ISE软件进行8-3优先编码器的设计与实现。

三、实验内容

2.用ISE软件进行设计开发时基于相应器件型号的。

3．图7-1所示为8-3优先编码器的真值表，本实验中用Verilog语句来描述。

1.新建工程

双击桌面上“”图标，启动ISE软件（也可从开始菜单启动）。

2.设计输入和代码仿真

在工程管理区任意位置单击鼠标右键，在弹出的菜单中选择NewSource命令，选择VerilogModule输入，并输入Verilog文件名。

其中ModuleName栏用于输入模块名，这里是pencode83，下面的列表框用于端口的定义。

　　定义了模块的端口后，单击Next进入下一步，点击Finish完成创建。

　完成测试文件编辑后，确认工程管理区中view选项设置为Simulation，这时在过程管理区会显示与仿真有关的进程。

仿真参数设置完后，就可以进行仿真。

首先在工程管理区选中测试代码，然后在过程管