FPGA次上机报告.doc

第一次上机 实验一：PARWAN移位寄存器实验 实验目的 1.熟悉ISE软件，会使用ISE软件进行设计和仿真 2.掌握寄存器和移位寄存器的工作原理，学习PARWAN CPU中的移位寄存 器模块的设计 实验内容 移位寄存器的设计与仿真 实验环境 Windows 7 Ise14.3集成开发环境 实验原理 移位寄存器是既能寄存数据，又能使数据移位的电路。所谓移位功能，就是寄存在电路中的数据，可在移位脉冲的作用下，依次左移或右移。 移位寄存器不仅能用来存储数据，还能用来进行加减乘除的运算，以及串并数据转换，始终分频等，是应用最广泛的数字器件之一。 实验步骤 1. 新建工程 打开ISE13.x软件，选择File-New Project在弹出的对话框中输入工程名和路径 单击下一步选择所使用的芯片。Spartan3E开发板的芯片型号为Spartan3E XC3S500E芯片，FG320封装。 单击Next，进入工程信息页面，确认无误后，点击Finish完成工程的创建 2. 设计输入 选择Project-Add Copy of Source,将实验的源代码添加到工程中。 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 3. 设计仿真 选择Project-New Source，在打开的对话框中选择VDHL Testbench，在右侧键入文件名。 4.编写代码 仿真波形 实验二：移位寄存器的开发板验证 一．实验目的 1.熟悉ISE软件，会使用ISE软件进行设计和仿真 2.掌握Spartan3E开发板的配置流程 二．实验内容 控制二极管循环发光 三．实验环境 Windows 7 ISE14.3集成开发环境 四．实验原理 Spartan3E开发板上有8个并排放置的发光二极管LED7～LED0，实验要求其中一个二极管发光，其他7个发光二极管都处于截止状态。二极管发光的顺序按照向左或向右两个方向移动，并且拨动开关SW0（L13）控制移动方向 五．实验步骤 新建工程 设计输入 综合与实现 添加用户约束文件（UCF） 器件配置 实验结果 实验三：移位寄存器的开发板验证 一．实验目的 1.熟悉ISE软件，会使用ISE软件进行设计和仿真 2.掌握Spartan3E开发板的配置流程 二．实验内容 旋转开关控制二极管轮流发光 三．实验环境 Windows 7 ISE14.3集成开发环境 四．实验原理 Spartan 3E开发板上有8个并排放置的发光二极管LED7～LED0，以及一个旋转开关。实验要求使用旋转开关控制二极管轮流发光，旋转开关顺时针或逆时针转动控制发光二极管右移或左移。 实验步骤 1.新建工程 2.设计输入 3.综合与实现 添加用户约束文件（UCF） 回到ISE，选择Project-Add Source将UCF文件添加到工程中。 器件配置 实验结果 第二次上机 实验一：PARWAN ALU实验 一．实验目的 1.熟悉ISE软件，会使用ISE软件进行设计和仿真 2.掌握算术逻辑单元ALU的工作原理，学习PARWAN CPU中的ALU模块 的设计 二．实验内容 ALU的设计与仿真 三．实验环境 Windows 7 ISE14.3集成开发环境 四．实验原理 算术逻辑单元 (Arithmetic-Logic Unit, ALU)是中央处理器(CPU)的执行单元，是所有中央处理器的核心组成部分。 在计算机中，算术逻辑单元（ALU）专门执行算术、逻辑运算和移位运算，而复杂的ALU能够完成乘法，除法等更加复杂的运算。 ALU的功能越强，设计越复杂，成本越高。 PARWAN处理器的ALU PARWAN处理器的ALU能够完成以下运算： 操作码 操作 功能 000 a_and_b a和b按位与 001 b_compl b按位取反 100 a_input 传输a 101 a_add_b a+b 110 b_input 传输b 111 a_sub_b a-b 设计仿真 实验二：RS232串口通信 一．实验目的 1.熟悉串口通信的原理，学习设计一个简单的串口模块 2.掌握Spartan3E开发板的配置流程 二．实验内容 串口模块在开发板上的验证 编写一个控制RS232串口模块的程序，能够实现串口的发送和接收功能。 串口的波特率能够通过参数配置，不能写死在程序中。 在开发板上验证串口模块的功能。 三．实验环境 Windows 7 ISE14.3集成开发环境 四．实验原理 RS232C是1969年美国电子工业协会（EIA）公布的标准，该标准用于数据终端设备（DTE)与数据通信设备（DCE）之间的串行通信，定义了DTE和DCE之间接口的电气特性。 串口分为25