FPGA入门

介绍数字工程和FPGA板

此项目设置要使用的FPGA板,并向您展示启动项目文件的步骤。它也给你一些基本的背景知识的电气工程和数字电路。这是一个入门级的项目,几乎不需要你亲自动手,但如果你忘记了如何开始你的项目,它是一个很好的参考。


先决条件

  • 使用Digilent®FPGA板。
  • 有一台能上网的电脑。
  • 有一些时间来设置你的板和下载工具为进一步的项目。

软件

硬件


基本理论

这里使用“电路”这个词,是因为电力必须从电源的正极流过一个或多个电子设备,再回到电源的负极,从而形成一个电路。如果电子设备与电源的正负极之间的连接中断,电路就会断开,设备就不能工作。

数字电路由电源、器件和导通网组成。有些网提供来自“外部世界”的电路输入;在原理图中,这些输入网通常显示为进入组件和/或整个电路的左侧。其他网呈现电路输出到外界;这些网通常显示在原理图的右侧。电路元件用任意形状表示,网用线表示,输入和输出用连接器符号表示。

在数字电路中,电源电压等级被限制在两个不同的值-“逻辑高压”(称为LHV或Vdd)和“逻辑低压”(称为LLV或接地).的接地任何电路中的节点都是通用参考电压,所有其他电压都是根据该参考电压测量的(在现代数字电路中,接地通常是电路中的最低电压)。在原理图中,通常很难显示连接所有线路的情况接地节点;而是任何被标记的节点接地假设连接到同一个节点。数字电路中的Vdd节点通常是最高电压,所有标记为Vdd的节点都绑定在同一个节点上。Vdd可以被认为是电路中正电荷的“源”接地可以认为是电路中负电荷的“来源”。在现代数字系统中,Vdd和接地间隔在1到5伏之间。较旧或便宜的电路通常使用5伏,而较新的电路使用1-3伏。

在数字电路中,Vdd和接地电压不仅用于为电路设备提供电力;它们也被用来表示信息。最基本的数字设备被称为门。“门”的功能是允许或阻止数字信息的流动。一般来说,一个门有一个或多个输入,并产生一个输出(稍后会详细介绍)。

现在,您已经对什么是数字工程以及电路如何工作有了基本的了解,让我们继续设置FPGA板并开始工作。


1.下载Xilinx ISE工具和许可证

这一步你需要一台连接到互联网的电脑和一些时间。

  1. 按照链接安装Xilinx ISE WebPACK工具,所有项目都需要一个Xilinx ISE Design Suite WebPACK Edition。

2.创建ISE项目

这一组步骤是为了让您熟悉如何创建项目。一旦可以为Verilog项目创建模块,您就完成了这个项目。

从下面的链接中选择你的板,并下载这个项目所需的文件:

在下4在下3在下2 - 500在下2 - 1200Basys 2

1.打开“ISE项目导航器”
2.单击“文件”,然后单击“新建项目”。这将打开新的项目向导。
3.在第一页:

  • 输入项目的名称,在本例中为项目0。
  • 注意:建议位置和工作目录的路径不包含空格(例如,C:\文档和设置\…不推荐,因为路径中有空格)。在文件路径中有空格可能会导致XST失败。)

创建新项目4.在项目设置中,您需要选择与板上的FPGA相关的详细信息。在这个例子中使用的是Nexys 3。
项目设置

  • 在下4:
    • 家庭:Artix-7
    • 设备:XC7A100T
    • 包:CSG324
    • 速度:1
  • 在下3:
    • 家庭:斯巴达6
    • 设备:XC6SLX16
    • 包:CSG324
    • 速度:2
  • 在下2 - 1200:
    • 家庭:Spartan-3E
    • 设备:XC3S1600E
    • 包:FG320
    • 速度:4
  • 在下2 - 500:
    • 家庭:Spartan-3E
    • 设备:XC3S500E
    • 包:FG320
    • 速度:4
  • 对于Basys 2:
    • 家庭:Spartan-3E
    • 设备:XC3S100E
    • 包:CP132
    • 速度:4

5.向导的最后一页显示了项目摘要。查看完项目的详细信息后,单击finish。
项目总结6.向导完成后,你会看到一个类似下图的空白窗口:
空白窗口7.右键单击你的板的芯片名称,选择“添加源文件副本”选项。
添加源窗口的副本8.在添加了" project0_demo。V”文件添加到项目中,按照上一步的说明,将目录中的.ucf文件添加到项目中。通过双击左边窗格中的设计窗口中的文件,您可以同时检查Verilog文件(file.v)和UCF文件(. UCF)。
9.现在您已经将Verilog文件和适当的UCF文件添加到项目中,您可以通过双击“generate programming file”来构建项目。
生成文件10.一旦项目完成了位文件的构建,窗口将像这样:
11.现在我们已经有了从Xilinx工具生成的位文件,该使用Adept编程了!


3.设置您的FPGA板和程序与位文件

1.如果您还没有安装Digilent Adept系统,请到这里安装:Digilent Adept
2.一旦安装完毕,打开Adept程序,软件就会自动识别出你的电路板。本次演示使用了Nexys3,但请注意,窗口将显示您使用的FPGA的名称。
Digilent熟练3.现在,您将使用第2步编译的位文件对电路板进行编程,为此,单击浏览并导航到您选择的工作目录并选择.bit文件。
4.点击程序,你的板将被编程。您将看到演示运行和显示绿色led亮,除了一个移动关闭领导.七段显示将通过不同的段改变。当这个完成时,你就完成了这个项目!