口袋实验室实验手册1.2分析.doc

LAB1 熟悉实验板与开发环境 1. 熟悉实验板 1.1 实验板使用注意 图 实验板顶视图 1.2-1 实验板 1 电源指示灯 9 全局复位 2 Pmod数字信号接口 10 下载方式配置跳线 3 Pmod模拟信号接口 11 USB接口 4 7段数码管(4片) 12 VGA显示接口 5 拨码开关(16个) 13 JTAG接口 6 LED灯(16盏) 14 外部电源接口 7 按键开关(5个) 15 电源开关 8 编程完毕指示灯 16 供电配置跳线 图图 将实验板正放，跳线开关接上面两根引脚时为外部供电EXT，接下面两根引脚时为USB供电，在本实验中，实验板都采用USB供电。 1.2.3 上电加载方式 实验板在上电后，FPGA芯片会首先去找有没有相应的下载文件，如果有则开始运行，上电加载模式一共有三种： QSPI模式：QSPI是一种Flash存储器，实验板中的FPGA与QSPI相连接。设置为QSPI模式后，FPGA在上电后会首先在QSPI里读配置文件(程序经过编译后的二进制代码)。 USB模式：上电后，FPGA会到?接口去找配置文件。 JTAG模式：上电后通过?加载配置文件。 在试验中，始终按下图选一配置，如图1.2-3所示。 1.2.4 其他 另外，用户手册还详细描述了各个外设的接口和FPGA芯片引脚的连接情况，这个在开发FPGA时，是非常重要的信息，开发者在FPGA芯片中生成的数字电路的接口需要与FPGA引脚相连接，这样就可以操控不同的外设。  2.1 开发环境介绍 实验板的FPGA芯片属于Xilinx公司的ATRIX 7系列，其对应的开发环境是Xilinx推出的Vivado套件。 2.2 基于模块化的设计流程 采用模块化的设计流程，通过调用已经写好的模块设计数字电路，流程如下： 1、创建新工程 1）打开Vivado设计开发软件，如图2.2-1，选择Create New Project. 图 Vivado初始界面 2）在弹出的创建新工程的界面中，如图2.2-2，点击Next，开始创建新工程。 图 3）如图2.2-3，在Project Name界面中，将工程名称修改为demo，并设置好工程存放路径。同时勾选上创建工程子目录的选项。这样，整个工程文件都将存放在创建的demo子目录中。点击Next。(注意：路径以及工程名必须是英文！) 图 4）在选择工程类型的界面中，如图2.2-4，选择RTL工程。由于本工程无需创建源文件，故将Do not specify sources at this time（不指定添加源文件）勾选上。点击Next。 图 5）在器件板卡选型界面中，如图2.2-5，在Search栏中输入xc7a35tcpg236有哪些信誉好的足球投注网站本次实验所使用的Basys3板卡上的FPGA芯片。并选择xc7a35tcpg236-1器件。（器件命名规则详见xilinx官方文档）点击Next。 图 6）最后在新工程总结中，检查工程创建是否有误。没有问题，则点击Finish，完成新工程的创建。 2、添加已设计好的IPcore。 工程建立完毕，我们需要将demo这个工程所需的IP目录文件夹复制到本工程文件夹下。本实验需要的IP目录为74LSXX_LIB。如图2.2-6。 图 1）在Vivado设计界面的左侧设计向导栏中，如图2.2-7，点击Project Manager目录下的Project Setting。 图 2）在Project Setting界面中，如图2.2-8，选择IP选项，进入IP设置界面。点击Add Respository...添加本工程文件夹下的IP_Catalog目录： 图 3）完成目录添加后，可以看到所需IP已经自动添加。点击OK完成IP添加。如图2.2-9。 图 3、创建原理图，添加IP，进行原理图设计。 1）在Project Navigator下的IP Integrator目录下，点击Create Block Design，创建原理图，如图2.2-10。 图 2）在弹出的创建原理图界面中，如图2.2-11，保持默认。点击OK完成创建。 图 3）在原理图设计界面中，如图2.2-12，添加IP的方式有3种。在设计刚开始时，原理图界面的最上方有相关提示，可以点击Add IP，进行添加IP。在原理图设计界面的左侧，有相应快捷键。在原理图界面中，鼠标右击选择Add IP。 图 4）在IP选择框中，输入74ls21，有哪些信誉好的足球投注网站本实验所需要的IP。 5）按Enter键，或者鼠标双击该IP，可以完成添加。需要1个74LS21如图2.2-12。 图 注意，Vivado要求模块的输入引脚(左边)必须都有一个端口，而输出引脚则不必。 6）添加完IP后，进行端口设置和连线操作。连线时，将鼠标移至