Xilinx_FPGA中文教程
Xilinx FPGA 中文手册-《Platform Flash PROM User Guide》中文版
《Platform Flash PROM User Guide》中文版FPGA的配置分为主串行和从串行两种，差别在于时钟源不同。
nCF为高时PROM的DO数据有效，nCE和OE使能。
P24和26介绍了接线图和引脚功能。
原型开发优势每写一次可以有4套不同的程序进行测试。
板子测试配置或安全升级设计的版本中写有诊断程序，如果发现原程序不满足要求，可以调用符合要求的程序重新执行，节省了调试时间。
PlatForm具有备份程序的功能。
防止不完整或损坏数据FPGA的所有IO口在DONE为低电平时均不可用，PlatForm满足这个要求。
为什么使用内部解压或晶振Platform PROM片上解压使得用户可以多存储50%的数据。
Platform PROM提供20MHz或者40MHz（默认）的时钟用于将配置数据从PROM送入FPGA。
内部晶振，特别是40MHz的操作只应用于解压模式。
否则，FPGA的CCLK或者外部晶振会用于驱动。
PROM的解压输出数据速率为内部时钟的一半，换言之，解压数据流配置时间是非压缩数据流的两倍。
如果需要快速配置，FPGA的BitGen-g compress方式可以作为压缩模式。
时钟CLKOUT信号在配置过程中，且在nCE低、OE/nRESET高时有效；无效时呈高组态并且需要外部上拉以避免不确定状态。
时钟速率可以配置，默认为1MHz，可以为1,3,6,12等，XCFxxS最大为33MHz。
PROM文件生成和烧写.bit（Bitstream）文件为输入数据流，.mcs文件为输出数据，.cfi文件为配置格式信息文件。
.bit文件为FPGA使用的二进制数据，.mcs文件为PROM运行文件，.cfi（Configuration format information）文件名字与前两者根目录相同。
标准的PROM文件为前两者。
在XCFxxP系列PROM使用多版本程序设计、CLKOUT、解压缩等功能时还需要使用.cfi文件。
Xilinx fpga 设计培训中文教程-10_1
在当前源文件进程窗口 点击靠近实现设计进程的 + 以展开该进程 展开布局布线进程 展开生成布局布线后静态时序报告进程 双击布局布线后静态时序报告
图 10b-1. 布局布线后静-XLX-CLAS
Ch.10b-4
? 1. 多少路径约束是失败的 时序错误的数目 本实现的时序积分是多少
图 10b-6. 端口选项卡
实现选项实验
1-877-XLX-CLAS
Ch.10b-8
点击 I/O 配置选项选择框. 一些附加的列将出现在窗口的上部 你也许需要将它们向 右翻以便查看
确定信号名称按照字母顺序排列 如果不是 点击端口名称方框以将这些信号名称按 字母排序
向下翻并点击 rd_data<0>
在当前源文件进程窗口 右击布局布线 Place & Route 性 Properties (图 10b-2)
然后从菜单中选择属
图 10b-2. 当前源文件进程窗口
在进程属性对话框中 点击靠近布局布线尝试级别的方框 一个箭头将出现在方框的 右边 指示着下拉的一系列选项
实现选项实验
1-877-XLX-CLAS
过程
你可以利用给定的约束文件(myucf.ucf)及缺省的软件选项来开始实现一个项目 然后你 可以通过调整进程属性和 I/O 配置选项来改进设计性能 注意 当使用 Toolwire 执行本实验时 所有的软件程序 文件以及项目都放在卷标 U:\ 下面而不是 C:\下面
实现选项实验
1-877-XLX-CLAS
欲退出时序分析器 可以选择下列方法中的一个 选择文件 File → 退出 Exit , 并点击出现的弹出式对话框中的 Yes 点击时序分析器窗口右上角的 X 并点击出现的弹出式对话框中的 Yes
精品课件-Xilinx FPGACPLD设计初级教程-第1章
第1章 PLD概述
2) 现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array， FPGA)
FPGA是在PAL、GAL、PLD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采用了逻辑单元阵列 LCA(Logic Cell Array)这样一个新概念，内部包括可配置逻 辑模块CLB(Configurable Logic Bolck)、输入/输出模块 IOB(Input Output Block)和内部连线(Interconnect)三个部 分。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。
CPLD是从PAL和GAL器件发展起来的，相对而言规模大， 结构复杂，属于大规模集成电路范围。CPLD也是当前另一主 流的PLD器件。
第1章 PLD概述
现在PLD器件仍向着高密度、高速度、低功耗的方向发展。 特别是FPGA器件，现在它的集成度已经不能和以前的FPGA相 提并论。另外，由于专用集成电路(ASIC)芯片设计具有周期 长、难点多、耗资大等缺点，因此用PLD器件来代替一般的 ASIC芯片进行设计已经成为一种发展趋势。
3) 可编程阵列逻辑(Programmable Array Logic，PAL) PAL是20世纪70年代末由MMI公司率先推出的一种可编程 逻辑器件。它采用双极型工艺制作，并采用熔丝编程方式。 PAL器件由可编程的与逻辑阵列、固定的或逻辑阵列和输出电 路三部分组成。通过对与逻辑阵列编程可以获得不同形式的组 合逻辑函数。
Xilinx_FPGA中文教程
Xilinx_FPGA中文教程Spartan-3E Starter Kit Board User GuideChapter 1: Introduction and Overview Chapter 2: Switches, Buttons, and Knob Chapter 3: Clock SourcesChapter 4: FPGA Configuration Options Chapter 5: Character LCD ScreenChapter 6: VGA Display PortChapter 7: RS-232 Serial PortsChapter 8: PS/2 Mouse/Keyboard Port Chapter 9: Digital to Analog Converter (DAC) Chapter 10: Analog Capture CircuitChapter 11: Intel StrataFlash Parallel NOR Flash PROM Chapter 12: SPI Serial FlashChapter 13: DDR SDRAMChapter 14: 10/100 Ethernet Physical Layer Interface Chapter 15: Expansion ConnectorsChapter 16: XC2C64A CoolRunner-II CPLDChapter 17: DS2432 1-Wire SHA-1 EEPROMChapter 1：Introduction and OverviewSpartan-3E 入门实验板使设计人员能够即时利用Spartan-3E 系列的完整平台性能。
设备支持设备支持：：Spartan-3E 、CoolRunner-II关键特性关键特性：：Xilinx 器件: Spartan-3E (50万门，XC3S500E-4FG320C), CoolRunner?-II (XC2C64A-5VQ44C)与Platform Flash(XCF04S-VO20C)时钟时钟：：50 MHz 晶体时钟振荡器存储器: 128 Mbit 并行Flash, 16 Mbit SPI Flash, 64 MByte DDR SDRAM连接器与接口: 以太网10/100 Phy, JTAG USB 下载,两个9管脚RS-232串行端口, PS/2类型鼠标/键盘端口, 带按钮的旋转编码器, 四个滑动开关,八个单独的LED 输出, 四个瞬时接触按钮, 100管脚hirose 扩展连接端口与三个6管脚扩展连接器显示器: VGA 显示端口，16 字符- 2 线式 LCD电源电源：：Linear Technologies 电源供电，TPS75003三路电源管理IC 市场: 消费类, 电信/数据通信, 服务器, 存储器应用: 可支持32位的RISC 处理器，可以采用Xilinx 的MicroBlaze 以及PicoBlaze 嵌入式开发系统；支持DDR 接口的应用；支持基于Ethernet 网络的应用；支持大容量I/O 扩展的应用。
XIlinx公司ISE软件使用中文说明
十分钟学会ISE声明本系列文档、软件的版权为Digital Power Studio工作组所有。
Digital Power Studio工作组保留所有权利。
欢迎转载，但请保留这段版权声明；请勿用于商业用途。
Copyright (c) 2004, Digital Power Studio. All rights reserved.HistoryRevision Date Issuer NotesRelease1.0 Mar 3, 2005 Badfish First目录概述 (4)实验目的 (4)软件准备 (5)流程介绍 (5)新建项目： (5)编写和导入代码文件 (8)调用Modsim进行仿真 (11)约束文件 (13)综合与实现 (15)下载 (16)十分钟学会ISE 概述这个文档主要帮助大家熟悉利用ISE进行Xilinx公司FPGA代码开发的基本流程。
主要是帮助初学者了解和初步掌握ISE的使用，不需要FPGA的开发基础，所以对每个步骤并不进行深入的讨论。
本文介绍的内容从新建project一直到下载到硬件观察现象为止，涵盖整个开发过程。
考虑到我们的开发一般以Verilog HDL或VHDL为主，在本文中未介绍原理图输入工具和IP核使用工具等。
这同时是出于为了使文章脉络更清晰，让大家更快地学会ISE的考虑。
关于这些专用工具，可以参看HELP或者其他文档。
为了有个更直观的理解，我们需要一个实验平台，在本文中，采用的是Digital Power Studio工作组FPGA SPARK1.1综合开发平台的Xilinx标准型开发系统。
如图1所示（图中为Altera子板，只需改成Xilinx的即可）。
在该开发系统中，所采用的芯片是SPARTAN II系列的XC2S200。
可以参看/solution/fpgaspark.htm中对该系统的介绍。
图1 FPGA SPARK1.1 外观图实验目的在如上系统中右边有一个128×64带背光的点阵型液晶。
Xilinxfpga设计培训中文教程7.pdf
解答
• 如果箭头涵盖的部分是约束的路径 那么在此电路中路径终点 是什么 是否所有的寄存器都有相同点
– 路径终点是触发器
– 触发器的时钟都为同一个信号 以此网络为参考的约束将会约束 在此设计中的所有寄存器之间的时延路径
ADATA
CLK BUFG
FLOP1 DQ
– 这个设计的最高系统时钟频 率为50 MHz
全局时序约束 - 7-6
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有时序约束的情况
• 同一个设计 只是用约束编 辑器输入了三个全局时序约 束
• 最高系统时钟频率达60 MHz • 注意一下 大部分的逻辑都
离器件中分配了管脚的那一 侧更近
全局时序约束 - 7-7
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更多关于时序约束
• 时序约束应该被用来定义你的性能目标
– 加较紧的时序约束会增加编译的时间 – 加不现实的约束会导致实现工具停止运行 – 在布局布线前 利用综合工具的时序估计能力或映射后静态时
序报告 以确定你的时序约束是否现实 参见“获取时序逼近I” 模块
全局时序约束 - 7-8
全局时序约束
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目标
完成此模块的学习后 你将会 • 为一个简单的同步设计加全局时序约束 • 用约束编辑器加全局时序约束和管脚配置
全局时序约束 - 7-3
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概览
• 简介 • 周期约束与管脚-到-
管脚约束 • 偏置 OFFSET 约束 • 约束编辑器 • 总结
全局时序约束 - 7-4
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xilinxfpga开发实用教程fpga结构
实用标准文案1.2.1 FPGA工作原理与简介如前所述，FPGA是在PAL、GAL、EPLD、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。
它是作为ASIC领域中的一种半定制电路而出现的，即解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路有限的缺点。
由于FPGA需要被反复烧写，它实现组合逻辑的基本结构不可能像ASIC那样通过固定的与非门来完成，而只能采用一种易于反复配置的结构。
查找表可以很好地满足这一要求，目前主流FPGA都采用了基于SRAM工艺的查找表结构，也有一些军品和宇航级FPGA采用Flash或者熔丝与反熔丝工艺的查找表结构。
通过烧写文件改变查找表内容的方法来实现对FPGA的重复配置。
n输入的逻辑运算，不管是与或根据数字电路的基本知识可以知道，对于一个2n种结果。
所以如果事先将相应的非运算还是异或运算等等，最多只可能存在结果存放于一个存贮单元，就相当于实现了与非门电路的功能。
FPGA的原理也是如此，它通过烧写文件去配置查找表的内容，从而在相同的电路情况下实现了不同的逻辑功能。
查找表（Look-Up-Table）简称为LUT，LUT本质上就是一个RAM。
目前FPGA 中多使用4输入的LUT，所以每一个LUT可以看成一个有4位地址线的的RAM。
当用户通过原理图或HDL语言描述了一个逻辑电路以后，PLD/FPGA开发软件会自动计算逻辑电路的所有可能结果，并把真值表（即结果）事先写入RAM，这样，每输入一个信号进行逻辑运算就等于输入一个地址进行查表，找精彩文档．实用标准文案出地址对应的内容，然后输出即可。
下面给出一个4与门电路的例子来说明LUT实现逻辑功能的原理。
例1-1：给出一个使用LUT实现4输入与门电路的真值表。
表1-1 4输入与门的真值表从中可以看到，LUT具有和逻辑电路相同的功能。
实际上，LUT具有更快的执行速度和更大的规模。
由于基于LUT的FPGA具有很高的集成度，其器件密度从数万门到数千万门不等，可以完成极其复杂的时序与逻辑组合逻辑电路功能，所以适用于高速、高密度的高端数字逻辑电路设计领域。
FPGA的LVDS介绍和xilinx原语的使用方法中文说明
FPGA的LVDS介绍和xilinx原语的使用方法中文说明低压差分传送技术是基于低压差分信号(Low Volt-agc Differential signalin g)的传送技术，从一个电路板系统内的高速信号传送到不同电路系统之间的快速数据传送都可以应用低压差分传送技术来实现，其应用正变得越来越重要。
低压差分信号相对于单端的传送具有较高的噪声抑制功能，其较低的电压摆幅允许差分对线具有较高的数据传输速率，消耗较小的功率以及产生更低的电磁辐射。
LVDS：Low Voltage Differential Signaling，低电压差分信号。
LVDS传输支持速率一般在155Mbps（大约为77MHZ）以上。
LVDS是一种低摆幅的差分信号技术，它使得信号能在差分PCB线对或平衡电缆上以几百Mbps的速率传输，其低压幅和低电流驱动输出实现了低噪声和低功耗。
差分信号抗噪特性从差分信号传输线路上可以看出，若是理想状况，线路没有干扰时，在发送侧，可以形象理解为：IN= IN+ —IN-在接收侧，可以理解为：IN+ —IN- =OUT所以：OUT = IN在实际线路传输中，线路存在干扰，并且同时出现在差分线对上，在发送侧，仍然是：IN = IN+ —IN-线路传输干扰同时存在于差分对上，假设干扰为q，则接收则：(IN+ + q) —(IN- + q) = IN+ —IN- = OUT 所以：OUT = IN噪声被抑止掉。
上述可以形象理解差分方式抑止噪声的能力。
From: 美国国家半导体的《LVDS用户手册》P9FPGA中的差分管脚为了适用于高速通讯的场合，现在的FPGA都提供了数目众多的LVDS接口。
如Spartan-3E系列FPGA提供了下列差分标准：LVDSBus LVDSmini-LVDSRSDSDifferential HSTL (1.8V, Types I and III)Differential SSTL (2.5V and 1.8V, Type I)2.5V LVPECL inputs所拥有的差分I/O管脚数目如下From:Spartan-3E FPGA Family:Complete Data Sheet p5I/O管脚的命名方式：From:Spartan-3E FPGA Family:Complete Data Sheet p164From:Spartan-3E FPGA Family:Complete Data Sheet p18 Spartan-3E系列FPGA器件差分I/O接口输入工作的特性参数:From:Spartan-3E FPGA Family:Complete Data Sheet p126 Spartan-3E系列FPGA器件差分I/O接口输出工作的特性参数:From:Spartan-3E FPGA Family:Complete Data Sheet p127Xilinx公司差分原语的使用（原语，其英文名字为Primitive，是Xilinx针对其器件特征开发的一系列常用模块的名字，用户可以将其看成Xilinx公司为用户提供的库函数，类似于C+ +中的“cout”等关键字，是芯片中的基本元件，代表FPGA中实际拥有的硬件逻辑单元，如LUT，D触发器，RAM等，相当于软件中的机器语言。
Xilinx FPGA 手册《Spartan 3E Over View》中文版
《Spartan 3E Over View》中文版Spartan-3系列结构由5个基本可编程功能单元构成：1．可编程逻辑单元（CLB），包含基于RAM的查找表（LTU）来实现逻辑和存储单元，可作为触发器或锁存器使用。
2．输入输出模块（IOB）控制I/O引脚和内部逻辑单元之间的数据流，每个IOB 提供三态门操作，兼容26种不同的限号标准。
具体交融标准参见Table 2（P4）.双倍速率同步动态随机存储器包含在内，数字控制阻抗提供自动的片上终端，简化了板子的设计。
3．每个RAM Block提供18-Kbit双口RAM。
4．乘法器模块实现两个18bit的二进制数据的乘法运算。
5．数字时钟管理模块提供自校准、全数字地时钟分配、延迟、倍频、分频和相移。
上述模块按照Figure 1（P3）组合，IOB将规则排列的CLB环绕起来。
XC3S50有一栏RAM Block嵌入在CLB的阵列中，XC3S200到2000有两栏RAM Block，XC3S4000和5000有四栏RAM Block。
每栏由几个18Kbit的RAM Block组成，每个18Kbit的RAM Block有一个专用的乘法器。
DCM在外部RAM栏的两头。
IOB有三个状态通道：输入、输出、高组态。
每个状态通道有一对存储单元，可以作为寄存器或锁存器。
三个信号路径分别如下：1.输入通道将信号直接从焊盘引脚传入，并通过一个可选择的可编程延迟单元到线I；或者通过一对可选择的存储单元到线IQ1和IQ2。
I、IQ1、IQ2直接通到CLB阵列。
延迟单元可以设置为0。
2.从CLB阵列出来的线O1和O2先后通过一个复用器和一个三态门驱动器后到达IOB输出引脚，通过复用器可以选择输出信号是否通过存储器。
3.从CLB阵列出来的线T1和T2通过复用器的选择可以直接至输出驱动器，也可以通过一对存储器后再到达驱动器。
当T1和T2被拉高时，输出为高组态。
也就意味着输出口为低有效。
Xilinxfpga设计培训中文教程-81
Xilinxfpga设计培训中文教程-81Xilinx FPGA设计培训中文教程-81是一套针对FPGA（现场可编程门阵列）设计的中文教程，该教程由Xilinx公司推出，并且是目前市场上最为全面的FPGA设计课程。
本文将从以下几个方面对该教程进行分析。
一、教程概述Xilinx FPGA设计培训中文教程-81包含了91个章节，设计了25个项目实战，课程涵盖了Xilinx FPGA设计的基本概念、设计流程、开发环境等多个方面。
教程不仅能够帮助初学者从零开始学习FPGA设计，而且能够帮助已经有一定经验的工程师提高他们的设计能力和技术。
二、课程内容该教程内容非常详尽，其中包括了FPGA的基本概念、VHDL语言、Verilog语言、设计流程、IP核的应用、板级设计等多个方面。
通过学习这些课程，学员可以了解到FPGA的设计原理、设计思想等基本知识，掌握使用Xilinx软件的技巧和方法，可以快速地进行FPGA的设计、开发和验证。
三、优点1.课程涵盖面广，内容全面该教程涵盖了FPGA的各个方面，包括基本概念、VHDL和Verilog等编程语言、板级设计、设计流程等多个方面。
内容全面，可满足不同层次和不同需求的学员。
2.课程安排合理，实战演练丰富该教程的课程安排合理，通过实战演练来让学员更好地掌握FPGA设计技术。
针对不同的项目，教程给出了多个实现方案和具体细节讲解，从而让学员深入了解FPGA设计的流程和技术。
3.教材配套齐全，支持实验操作该教程提供相关的实验操作材料，包含实验手册、实验代码、相关参考资料等，学员可以下载并自行进行实验操作，从而可以更好地巩固和理解所学知识。
四、适用人群该教程适用于各个领域的工程师和研究人员，包括物联网、智能家居、医疗、工业自动化、通信等多个领域。
对于有意向学习FPGA设计的工程师和研究人员，该教程是一个非常好的选择。
五、总结Xilinx FPGA设计培训中文教程-81是一套非常优秀的FPGA设计课程，涵盖了FPGA设计的各个方面，内容深入浅出，实战演练丰富。
Xilinx FPGA设计与实践教程第2章
第二章 ISE12.1开发环境与S3开发板
图2-4 新建工程器件配置图
第二章 ISE12.1开发环境与S3开发板
再单击“Next‖按钮，进入下一页，可以选择新建源代
码文件，读者可以选择现在开始新建源代码，也可以直接跳 过，等工程建立完毕之后再建立源代码。单击“Next‖按钮， 进入第四页，添加已有的代码；如果没有源代码，单击 “Next‖按钮，直接进入最后一页；点击“Finish‖按钮，就 建立好一个完整的工程。
第二章 ISE12.1开发环境与S3开发板
3．添加或创建HDL文件输入
在工程建立结束之后，就可以添加或创建HDL文件输 入。如果已经设计好HDL文件，则直接添加到工程中来。 下面首先介绍添加HDL文件的步骤。 在工程管理区单击右键，选择“Add Files‖，然后弹出 对话框，找到HDL文件保存的路径来添加所有文件。需要 注意的是，如果要添加多个文件，可以按住“Ctrl‖键，选择 多个文件进行添加；添加完毕之后，点击“OK‖按钮，所有 文件将按照相关调用层次显示在工程管理区。 新建HDL文件的步骤相对来说复杂些。在工程管理区 任一位置单击鼠标右键，在弹出的菜单中选择“New Source‖
图2-2 Spartan-3FPGA开发板外观图
第二章 ISE12.1开发环境与S3开发板
图2-3 Spartan-3 FPGA开发板结构框图
第二章 ISE12.1开发环境与S3开发板
2.3 ISE开发流程
ISE12.1包含了一系列的开发工具。这些工具不在本书 介绍范围，这里仅通过一个简单的实例，结合1.5节FPGA 的开发流程来描述FPGA的整个开发流程，帮助读者理解 FPGA的基本开发步骤。具体包含以下5步： (1) 创建工程和设计输入； (2) 创建TestBech并进行RTL仿真； (3) 添加约束； (4) 综合与实现；
xilinx-FPGA的配置设计说明
（3）初始化
将INIT-B引脚端置为高电平，采样模式控制引脚端 （Sample Mode Pins），并读入 M2、M1和 M0。如果 在初始化过程中保持INIT-B为低电平，可以延迟配置数据 的下载过程。Master Serial/Master Select MAP CCLK Begins（Master Serial/Master Select MAP模式 CCLK 启 动）。
第6章 FPGA的下载配置电路设计
内容提要
本章介绍了Xilinx公司的FPGA下载配置模式， Virtex-Ⅱ系列器件下载配置流程、模式和电路设 计， Altera公司的下载电缆的结构和下载模式， Altera公司的下载电缆的配置电路设计，Altera公 司的配置芯片和配置芯片构成的配置电路设计。
6.1.2 Virtex-Ⅱ系列器件下载配置电路设计
Xilinx公司不同类型的FPGA器件下载配置模式不 完全相同， 下面以Virtex-Ⅱ系列器件为例说明 Xilinx公司的FPGA的下载配置设计过程。
Virtex-Ⅱ系列器件的下载配置流程
Virtex-Ⅱ系列器件的下载配置流程如图6.1.1所示， 主要包括：
（1）Power Up（加电） Power Up是Virtex-Ⅱ系列器件的加电过程。其中， 内核电压VCCINT＝1.5V，I／OBank 4的 VCCO和 VCCAUX的供电电压应大于 1.5V。
（2）Clear Configuration Memory（清配置存储器） 清配置存储器的触发条件是将PROG＿B引脚端置低， 并保持低电平大于300ns。FPGA的所有与配置无关 的引脚端将保持3态，INIT-B和DONE引脚端为低电 平。
知识要点：
下载配置模式 下载配置流程 下载电缆 配置芯片 配置电路设计
Xilinxfpga设计培训中文教程4.pdf
Байду номын сангаас
NGDBuild 完全实现
结构向导和管脚及区域约束器 - 4-12
design.ucf design.lfp
• 可以接受NGD文件和 UCF文件 如果有的话 • 生成或修改UCF文件
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PACE
• 封装管脚窗口
– 显示组 bank 信息 – 显示差分对 – 允许从设计层次窗口拖动
概览
• 结构向导 • PACE • 总结
结构向导和管脚及区域约束器 - 4-10
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PACE
• 管脚及区域约束编辑器 • 管脚分配
– 分配I/O的位置 指定I/O组和I/O标 准 禁止I/O分配
– 检查管脚类型是否与逻辑分配的一致 – 执行 DRC 检查以防止非法的布局
• 区域约束
– 为逻辑建立区域约束并显示外围I/O 的连接情况
– 在设计的早期阶段开始底层布局 – 检查区域约束
结构向导和管脚及区域约束器 - 4-11
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运用PACE的设计流程
设计源文件 EDIF
NGDBuild design.ngd
design.ucf design.ncf
2V1000FG256在管脚兼容性 被应用后的封装修正图
结构向导和管脚及区域约束器 - 4-16
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概览
• 结构向导 • PACE • 总结
结构向导和管脚及区域约束器 - 4-17
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问题回顾
• 在你的设计中使用结构向导的好处是什么 • PACE中至少有哪两个可用特性
精品文档-Xilinx FPGA设计与实践教程(赵吉成)-第14章
第十四章 PicoBlaze汇编语言开发
case-2：
compare s0, value2 ; 测试value2
jump nz, case-3
; s0值与value2不同则跳转，否则顺序
;code for case2
…
jump case-done
caseห้องสมุดไป่ตู้3：
compare s0, value3 ; 测试value3
14.2 子 程 序 开 发
汇编程序中的子程序类似于C语言中的函数，通常可以完 成一个特殊的功能，并且作为主程序中的一部分可以被重复 调用。采用子程序设计的方法，方便程序员把一个复杂庞大 的程序简化成若干简单的小程序，这样有利于管理程序的各 个模块，提高了程序的可靠性和可读性。在高级语言设计中 都支持这种编程思想。
地，第三条指令在前面加法的基础上对高八位进行带进位加法
操作。
多字节的加法和减法操作都可以用同样的方式进行：
;加1运算： (x2,xl ,x0) + 1
add x0 , 01
; 低字节加1
addcy xl, 00
; 中字节带进位加法
addcy x2, 00
; 高字节带进位加法
;减法运算 (x2,xl ,x0) - (y2,yl ,y0)
14.1.1 KCPSM3语法规定 KCPSM3 汇编语言在程序中有如下的语法规定： (1) 每个代码段地址的开始以“代码段名称：”表示，也
就是代码段名称加冒号意味着新的代码段开始。 (2) 采用“；”对单行程序进行注释。 (3) “HH”表示常数，这里H表示十六进制数值。
第十四章 PicoBlaze汇编语言开发
第十四章 PicoBlaze汇编语言开发
XilinxFPGA设计与实践教程教学课件ppt作者赵吉成第1-5章第5章
第五章 时序逻辑设计5.1 时序电路基础5.2 时序电路基本单元的HDL描述5.3 简单例程5.4 时序电路的TestBench5.5 工程实践5.1 时序电路基础5.1.1 时序电路基本存储单元 在时序电路中，最基本的存储器元件就是D触发器，其符号和真值表如图5-1(a)所示，其作用是在时钟clk的上升沿采样信号d的值，然后存储到触发器(FF)当中。
D触发器可以包含一个异步复位信号来对触发器清零，基本符号表示和真值表如5-1(b)所示。
这里要注意，异步复位操作与时钟是无关的。
图5-1(c)为包含同步复位的DFF的基本符号表示和真值表。
图5-1 DFF功能图以及真值表 (1) tCQ是指自时钟上升沿来临，信号传输到q寄存器所需要的时间。
如图5-2所示。
(2) 建立时间tSU是指时钟上升沿来临之前数据已经稳定的时间，是在时钟翻转(对于正沿触发寄存器为0→1的翻转)之前数据输入(d端)必须有效的时间。
(3) 保持时间tHOLD是指在时钟上升沿来临之后数据输入必须保持有效的时间。
tSU和tHOLD的具体含义如图5-2描述更为直观和形象。
图5-2 D触发器的三种时序参数的定义5.1.2 同步时序电路 1．同步时序电路基本模型 同步时序电路由三部分组成：状态寄存器、下一状态逻辑模块、输出逻辑模块。
其基本电路框图如图5-3所示。
图5-3 同步系统原理框图 (2) 下一状态逻辑是指由外部输入和内部状态所决定的状态寄存器新的组合逻辑值，在下一个时钟沿有效。
(3) 输出逻辑是指在当前状态下的输出组合逻辑。
2．系统最高工作频率 在时序电路设计中，往往最关注的是时序电路的最高工作频率，也就是确保系统时序不违犯建立时间和保持时间约束的同时，能够保证系统正常工作的最高时钟频率。
通常在同步系统中，采用静态时序分析方法对单个D触发器进行时序电路分析。
时序电路最高工作频率用f MAX 来表示，它标志着电路执行的最高频率。
FPGA的LVDS介绍和xilinx原语的使用方法中文说明
FPGA的LVDS介绍和xilinx原语的使用方法中文说明低压差分传送技术是基于低压差分信号(Low Volt-agc Differential signalin g)的传送技术，从一个电路板系统内的高速信号传送到不同电路系统之间的快速数据传送都可以应用低压差分传送技术来实现，其应用正变得越来越重要。
低压差分信号相对于单端的传送具有较高的噪声抑制功能，其较低的电压摆幅允许差分对线具有较高的数据传输速率，消耗较小的功率以及产生更低的电磁辐射。
LVDS：Low Voltage Differential Signaling，低电压差分信号。
LVDS传输支持速率一般在155Mbps（大约为77MHZ）以上。
LVDS是一种低摆幅的差分信号技术，它使得信号能在差分PCB线对或平衡电缆上以几百Mbps的速率传输，其低压幅和低电流驱动输出实现了低噪声和低功耗。
差分信号抗噪特性从差分信号传输线路上可以看出，若是理想状况，线路没有干扰时，在发送侧，可以形象理解为：IN= IN+ —IN-在接收侧，可以理解为：IN+ —IN- =OUT所以：OUT = IN在实际线路传输中，线路存在干扰，并且同时出现在差分线对上，在发送侧，仍然是：IN = IN+ —IN-线路传输干扰同时存在于差分对上，假设干扰为q，则接收则：(IN+ + q) —(IN- + q) = IN+ —IN- = OUT 所以：OUT = IN噪声被抑止掉。
上述可以形象理解差分方式抑止噪声的能力。
From: 美国国家半导体的《LVDS用户手册》P9FPGA中的差分管脚为了适用于高速通讯的场合，现在的FPGA都提供了数目众多的LVDS接口。
如Spartan-3E系列FPGA提供了下列差分标准：LVDSBus LVDSmini-LVDSRSDSDifferential HSTL (1.8V, Types I and III)Differential SSTL (2.5V and 1.8V, Type I)2.5V LVPECL inputs所拥有的差分I/O管脚数目如下From:Spartan-3E FPGA Family:Complete Data Sheet p5I/O管脚的命名方式：From:Spartan-3E FPGA Family:Complete Data Sheet p164From:Spartan-3E FPGA Family:Complete Data Sheet p18 Spartan-3E系列FPGA器件差分I/O接口输入工作的特性参数:From:Spartan-3E FPGA Family:Complete Data Sheet p126 Spartan-3E系列FPGA器件差分I/O接口输出工作的特性参数:From:Spartan-3E FPGA Family:Complete Data Sheet p127Xilinx公司差分原语的使用（原语，其英文名字为Primitive，是Xilinx针对其器件特征开发的一系列常用模块的名字，用户可以将其看成Xilinx公司为用户提供的库函数，类似于C+ +中的“cout”等关键字，是芯片中的基本元件，代表FPGA中实际拥有的硬件逻辑单元，如LUT，D触发器，RAM等，相当于软件中的机器语言。
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Spartan-3E Starter Kit Board User GuideChapter 1: Introduction and OverviewChapter 2: Switches, Buttons, and KnobChapter 3: Clock SourcesChapter 4: FPGA Configuration OptionsChapter 5: Character LCD ScreenChapter 6: VGA Display PortChapter 7: RS-232 Serial PortsChapter 8: PS/2 Mouse/Keyboard PortChapter 9: Digital to Analog Converter (DAC)Chapter 10: Analog Capture CircuitChapter 11: Intel StrataFlash Parallel NOR Flash PROM Chapter 12: SPI Serial FlashChapter 13: DDR SDRAMChapter 14: 10/100 Ethernet Physical Layer Interface Chapter 15: Expansion ConnectorsChapter 16: XC2C64A CoolRunner-II CPLDChapter 17: DS2432 1-Wire SHA-1 EEPROMChapter 1：Introduction and OverviewSpartan-3E 入门实验板使设计人员能够即时利用Spartan-3E 系列的完整平台性能。
设备支持设备支持：：Spartan-3E 、CoolRunner-II关键特性关键特性：：Xilinx 器件: Spartan-3E (50万门，XC3S500E-4FG320C), CoolRunner™-II (XC2C64A-5VQ44C)与Platform Flash(XCF04S-VO20C)时钟时钟：：50 MHz 晶体时钟振荡器存储器: 128 Mbit 并行Flash, 16 Mbit SPI Flash, 64 MByte DDR SDRAM连接器与接口: 以太网10/100 Phy, JTAG USB 下载,两个9管脚RS-232串行端口, PS/2类型鼠标/键盘端口, 带按钮的旋转编码器, 四个滑动开关,八个单独的LED 输出, 四个瞬时接触按钮, 100管脚hirose 扩展连接端口与三个6管脚扩展连接器显示器: VGA 显示端口，16 字符- 2 线式 LCD电源电源：：Linear Technologies 电源供电，TPS75003三路电源管理IC 市场: 消费类, 电信/数据通信, 服务器, 存储器应用: 可支持32位的RISC 处理器，可以采用Xilinx 的MicroBlaze 以及PicoBlaze 嵌入式开发系统；支持DDR 接口的应用；支持基于Ethernet 网络的应用；支持大容量I/O 扩展的应用。
Choose the Starter Kit Board for Your NeedsSpartan-3E FPGA Features and Embedded Processing FunctionsSpartan3-E FPGA 入门实验板具有Spartan3-E FPGA 系列突出独特的特点和为嵌入式处理发展与应用提供了很大的方便。
该板的特点如下：Spartan3-E 特有的特征：并行NOR Flash 配置；通过并行NOR Flash PROM 实现FPGA 的多种配置方式嵌入式系统：MicroBlaze™ 32-bit 嵌入RISC 处理器；PicoBlaze™ 8-bit 嵌入控制器；DDR 存储器接口Learning Xilinx FPGA, CPLD, and ISE Development Software BasicsSpartan3-E FPGA 入门实验板比其他的入门实验板先进、复杂。
它是学习FPGA 或CPLD 设计和怎样运用ISE 软件的基础。
Advanced Spartan-3 Generation Development Boards入门实验板示范了MicroBlaze™ 32-bit 嵌入式处理器和EDK 的基本运用。
其更先进的地方在于配了额外的外设和FPGA逻辑，包括SP-305入门实验板。
Key Components and Features主要特征：1)XC3S500E(Spartan-3e)：多达232个用户I/O口；320个FPGA封装管脚；超过10000个逻辑单元。
2）4Mbit的Flash 配置PROM；3）64个宏单元的XC2C64A CoolRunner CPLD；4）64 MByte (512 Mbit) of DDR SDRAM, ×16 数据接口, 100+ MHz；5）16 MByte (128 Mbit) of 并行NOR Flash (Intel StrataFlash)：FPGA配置存储；MicroBlaze代码存储/映射；6）16 Mbits of SPI serial Flash (STMicro)：FPGA配置存储；MicroBlaze代码存储/映射；7）16字符－2线式LCD显示屏；8）PS/2鼠标或键盘接口；9）VGA显示接口；10)10/100以太PHY（要求FPGA内部具有以太MAC）；11）2个9－管脚的RS－232端口（DTE和DCE两种类型）；12）FPGA/CPLD下载/调试USB接口；13）50Hz时钟晶振；14）1线式的SHA-1位流复制保护串行EEPROM；15）Hirose FX2扩展连接口；16）3个管脚扩展连接器；17）4个SPI-DAC转换器输出管脚；18）2个SPI带可编程增益ADC输入管脚；19）ChipScope™软件调试接口；20）带按钮的旋转编码器；21）8个单独的LED输出；22）4个滑动开关；23）4个按钮开关；24）SMA时钟输入；25）8管脚插槽辅助晶振Design Trade-OffsConfiguration Methods Galore!FPGA的一个典型应用就是使用单永久性存储器来存储配置信息。
为了说明新的Spartan-3E 的性能，入门实验板有3个不同的配置存储源，这需要一起正确使用。
额外的配置功能使入门实验板比典型的Spartan-3E应用更复杂。
入门实验板包括JTAG可编程USB接口。
片上的线路简化了器件的编程过程。
在典型的应用中，JTAG编程硬件在片外或在一个单独的编程模块上，如XILINX USB电缆平台。
Voltages for all Applications入门实验板利用TI公司的TPS75003芯片（专门为Spartan-3E的FPGA提供电源）作为三态输出调整仪。
该调整仪适用多种FPGA的应用。
但是，入门实验板包括DDR SDRAM，这需要它自身快速的电流来供给。
简单地说，带USB接口的JTAG下载方式解决了需要单独配备1.8V电源的问题。
Chapter 2：Switches, Buttons, and KnobSlide SwitchesLocations and Labels入门实验板具有4个滑动开关，如图2.1所示。
Operation当开关关上或上拉时，FPGA的管脚连接3.3V电源，即逻辑高电平。
断开或下拉时，FPGA 管脚接地，逻辑低电平。
一般开关的机械闭合时间为2ms，这里没有使用活动的回弹线路，尽管这种线路可以很容易地加到FPGA上。
UCF Location Constraints图2.2为4个滑动开关提供了UCF约束、I/O口分配和I/O口标准。
这里没有用到上拉电阻。
但是，当开关处于中间转换位置时，它被定义为输入。
Push-Button SwitchesLocations and Labels入门实验板有4个瞬时按钮开关，如图2.3所示。
BTN_NORTH、BTN_EAST、BTN_SOUTH、and BTN_WEST。
注：a 所有的BTN_*按钮输入需要内部的下拉电阻；b 在一些FPGA应用中BTN_SOUTH作为软复位使用。
Operation按下按钮，FPGA接到3.3v电源，如图2.4。
没有按下时，鉴于内部下拉电阻的原因，FPGA 管脚产生一个逻辑低电平。
图2.5说明了怎样去定义下拉电阻的UCF。
这里按钮上没有活动的回弹线路。
在一些应用中，BTN_SOUTH按钮开关充FPGA选择复位功能的软复位。
UCF Location Constraints图2.5为4个按钮开关提供了UCF约束、I/O口分配和I/O口标准。
并为每个输入管脚定义下拉电阻。
Rotary Push-Button SwitchLocations and Labels如图2.3所示，旋转按钮处4个分开的按钮的中间。
该开发产生3个输出：2个轴状编码输出ROT_A和ROT_B。
中心的按钮是ROT_CENTER。
Operation旋转按钮有2个不同的功能。
只要轴柄一转，按钮就旋转并输出值。
该轴也可以按下，和按钮开关一样。
Push-Button Switch按下握柄或按钮，则FPGA接通3.3V，如图2.6所示。
使用内部的下拉电阻产生低电平。
图2.9说明了怎样去定义UCF的下拉电阻。
这里按钮上没有活动的回弹线路。
Rotary Shaft Encoder首先，旋转编码更像是个连接到中心的凸轮。
旋转轴柄可操作两个按钮开关，如图2.7所示。
选择一个开关连接地，产生低电平。
当开关开时，FGPA内部的上拉电阻将该信号拉为高电平。
图2.9是对其UCF约束的描述，怎样去定义上拉电阻。
FPGA电路很方便地译码A和B的输入信号，但考虑到开关的机械特性，转换时会产生输入噪音。
如图2.8所示，噪音错误地报告额外的旋转事件或甚至报告旋转相反的方向。
UCF Location ConstraintsDiscrete LEDsLocations and Labels入门实验板在滑动开关的上面有8个独立的贴片LED。
OperationLED一端接地，另一端通过390欧的限流电阻接到Spartan-3E上。
要点亮一个LED，向相应的控制位置高。
UCF Location ConstraintsChapter 3: Clock SourcesOverview图3.1所示，入门实验板支持3个主时钟输入源。
1）包括一个50MHz的时钟晶振2) 通过SMA连接器，时钟可以板外供应。
反之，FPGA也可以提供时钟信号或其它高速信号给SMA连接器3）分列式8-DIP时钟晶振插槽Clock Connections每个时钟的输入直接连到Bank0的输入全局缓冲I/O。