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⼀、实验⽬的
1、了解SOC系统的结构和基本内容；
2、了解FPGA基本⼯作原理和内容；
3、了解FPGA的基本开发过程
4、学会使⽤Xilinx ISE软件进⾏设计、仿真、综合、下载调试；
5、熟悉FPGA设计实验的软硬件环境，加深对PoleStar实验版的认识，为后⾯的实验
的学习做好准备。

⼆、实验设备
PC主机、Xilinx ISE开发软件、PoleStar实验平台
三、实验原理
1、 SOC
嵌⼊式SOC：是指在嵌⼊式系统中⼴泛应⽤的，有专门应⽤范围的SOC芯⽚，是在单个芯⽚上集成⼀个完整的.系统，对所有或部分必要的电⼦电路进⾏包分组的技术。

所谓完整的系统⼀般包括中央处理器、存储器、以及外围电路等。

具体地说, SoC设计的关键技术主要包括总线架构技术、IP核可复⽤技术、软硬件协同设计技术、SoC 验证技术、可测性设计技术、低功耗设计技术、超深亚微⽶电路实现技术等,此外还要做嵌⼊式软件移植、开发研究,是⼀门跨学科的新兴研究领域。

2、 FPGA
FPGA（Field－Programmable Gate Array），即现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进⼀步发展的产物。

它是作为专⽤集成电路（ASIC）领域中的⼀种半定制电路⽽出现的，既解决了定制电路的不⾜，⼜克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。

FPGA具有以下特点：
1）采⽤FPGA设计ASIC电路(特定⽤途集成电路)，⽤户不需要投⽚⽣产，就能得到合⽤的芯⽚。

2）FPGA可做其它全定制或半定制ASIC电路的中试样⽚。

3）FPGA内部有丰富的触发器和I／O引脚。

4）FPGA是ASIC电路中设计周期最短、开发费⽤最低、风险最⼩的器件之⼀。

5) FPGA采⽤⾼速CHMOS⼯艺，功耗低，可以与CMOS、TTL电平兼容。

可以说，FPGA芯⽚是⼩批量系统提⾼系统集成度、可靠性的最佳选择之⼀。

FPGA是由存放在⽚内RAM中的程序来设置其⼯作状态的，因此，⼯作时需要对⽚内的RAM进⾏编程。

⽤户可以根据不同的配置模式，采⽤不同的编程⽅式。

3、 FPGA的简单开发流程
1）、需求分析到模块划分
需求说明⽂档
器件选择：逻辑资源，功耗，I/O数量，封装等
配置电路考虑
开发⼯具选择
电路板的可扩展性考虑
在线调试和班级天使考虑
分模块的设计
2）、设计输⼊到综合优化
设计输⼊：原理图/Verilog/VHDL
综合：是指将较⾼层次的电路描述转化为较低层次的电路描述。

3）、实现到时序收敛
实现：
翻译——将综合后的结果转化成所选器件的底层模块和硬件原语
映射——将翻译的结果映射到具体器件上
布局布线——根据⽤户的设计约束，进⾏布局布线，完成FPGA内部逻辑的连接
时序收敛：⼯具的最终布局布线结果满⾜设计者输⼊的时序约束要求
4）仿真测试到版级调试
四、实验步骤
1、建⽴Project
2、 Verilog HDL语⾔的输⼊
3、 XST综合设计
4、建⽴ucf⽤户约束⽂件
5、建⽴下载配置⽂件下载调试
6、在VIRTEX2PRO上找到switch开关SW9，开关1置on，开关2置0，之后按Reset 键2秒后FPGA芯⽚就完成了从PROM读取设计。

五、实验结果与分析
实验板下载配置好之后，观察实验结果。

实验结果和预期完全相同。