Nexys3板卡硬件电路以及ISE

何宾Telmail:hebin@

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--开发工具ISEDesignSuite涉及了FPGA设计的各个应用方面，包括逻辑开发、数字信号处理系统以及嵌入式系统开发等FPGA开发的主要应用领域，主要包括

1）ISEFoundation：集成开发工具

2）EDK：嵌入式开发套件

3）DSP_TOOLs：数字信号处理开发工具

4）ChipScopePro：在线逻辑分析仪工具

5）PlanAhead：用于布局和布线等设计分析工具Xilinx公司软件平台介绍

--软件组成（ISE13.3开发套件）在线逻辑分析仪工具片上系统开发规划工具集成开发环境数字信号处理开发工具Xilinx公司软件平台介绍

--ISEFoundation软件

ISEFoundation软件是Xilinx公司推出的FPGA/CPLD集成开发环境，不仅包括逻辑设计所需的一切，还具有简便易用的内置式工具和向导，使得I/O分配、功耗分析、时序驱动设计收敛、HDL仿真等关键步骤变得容易而直观。Xilinx公司软件平台介绍

--嵌入式设计工具EDK软件

嵌入式设计工具（EmbeddedDesignKit，EDK）是Xilinx公司推出的FPGA嵌入式开发工具，包括：嵌入式硬件平台开发工具（XilinxPlatformStudio，XPS）嵌入式软件开发工具（SoftwarePlatformStudioSDK）支持嵌入式IBMPowerPC硬件处理器核、XilinxMicroBlaze软处理器核、（新版本支持ARMCortex-A9硬核处理器），以及开发所需的技术文档和IP，为设计嵌入式可编程系统提供了全面的解决方案。

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--SystemGenerator软件Xilinx公司推出了简化FPGA数字处理系统的集成开发工具SystemGenerator，快速、简易地将DSP系统的抽象算法转化成可综合的、可靠的硬件系统，为DSP设计者扫清了编程的障碍。SystemGenerator和Mathworks公司的Matlab软件中的Simulink工具箱实现无缝链接。Xilinx公司软件平台介绍

--ChipScopePro软件Xilinx公司推出了在线逻辑分析仪，通过软件方式为用户提供稳定和方便的解决方案。该在线逻辑分析仪不仅具有逻辑分析仪的功能，而且成本低廉、操作简单，因此具有极高的实用价值。

ChipScopePro既可以独立使用，也可以在ISE集成环境中使用，非常灵活，为用户提供方便和稳定的逻辑分析解决方案，支持Spartan和Virtex全系列FPGA芯片。

ChipScopePro将逻辑分析器。总线分析器和虚拟I/O小型软件核直接插入到用户的设计当中，可以直接查看任何内部信号和节点，包括嵌入式硬或软处理器。Xilinx公司软件平台介绍

--PlanAhead软件

PlanAhead工具简化了综合与布局布线之间的设计步骤，能够将大型设计划分成较小的、更易于管理的模块，并集中精力优化各个模块。此外，还提供了一个直观的环境，为用户设计提供原理图、平面布局规划或器件图，可快速确定和改进设计的层次，以便获得更好的结果和更有效地使用资源，从而获得最佳的性能和更高的利用率，极大地提升了整个设计的性能和质量。Xilinx公司ISE13.3软件介绍

--ISE主界面窗口界面Xilinx公司ISE13.3软件介绍

--ISE主界面Design窗口界面ISE的主界面可以分为4个子窗口。在主界面窗口的左上面是设计（Design）面板，其中包括：Start，Design，File和Library面板，通过选择不同的面板来显示和访问工程的源文件，以及访问当前所选择源文件的运行处理。Start面板提供了快速访问打开的工程和经常访问的参考资料，文件和教程。Xilinx公司ISE13.3软件介绍

--ISE主界面Design窗口界面1．设计（Design）面板设计面板提供了到View，Hierarchy和Processes面板的访问功能。

1）View面板如下图所示View面板的单选按钮，使设计者能在层次（Hierarchy）面板下查看与实现（Implementation）或者仿真（Simulation）设计流程相关的源文件模块。Xilinx公司ISE13.3软件介绍

--ISE主界面Design窗口界面如下图所示，如果设计者选择了仿真，则必须从下拉框中选择一个仿真的阶段：Post-Translate(综合后)Post-Map（映射后）Post-Route（布线后）Xilinx公司ISE13.3软件介绍

--ISE主界面Design窗口界面2）层次（Hierarchy）面板如图4.4所示，层次面板显示了工程的名字，目标器件，用户文档和下图View面板选择设计流程相关的设计源文件。在设计面板中，允许设计者只查看与所选择设计流程（实现或者仿真）相关的那些文件。Xilinx公司ISE13.3软件介绍

--ISE主界面Design窗口界面层次面板中的每个文件都有一个相关的图标。图标表示了文件的类型（HDL文件，原理图，IP核或者文本文件）。如上图所示，如果文件包含一个底层次，则图标的左边前加“+”符号。通过点击’+’符号，可以展开层次。通过鼠标双击上图中的文件名字，可以打开文件进行编辑。Xilinx公司ISE13.3软件介绍

--ISE主界面Design窗口界面

3）处理（Process）面板如下图所示，处理面板对上下文敏感，基于在Source面板中所选的源文件的类型变化处理面板的内容。从处理面板中，设计者可以运行功能，这些功能用来定义、运行和分析设计。处理面板提供了下面的功能：Xilinx公司ISE13.3软件介绍

--ISE主界面Design窗口界面DesignSummary/Report（设计总结/报告）

用于访问设计报告、消息和结果数据的总结。也能执行消息过滤器。DesignUtility（设计实用工具）

用于访问符号生成、例化模板，察看命令行历史和仿真库编译。UserConstraints（用户约束）

用于访问位置和时序约束。Synthesis（综合）

用于访问检查语法、综合、查看RTL和技术原理图和综合报告。取决于所选择的综合工具，可用的综合过程也是不一样的。ImplementDesign（实现设计）

提供访问综合工具和实现后分析工具。GenerateProgrammingFile（生成编程文件）

访问比特流生成。ConfigureTargetDevice（配置目标器件）

访问配置工具，用于创建科编程的文件和编程目标器件。Xilinx公司ISE13.3软件介绍

--ISE主界面Design窗口界面

2．File（文件）面板如右图所示，文件面板提供了一个平面的，排序的工程内所有文件的源文件列表。文件可以通过是同中的任何一类进行分类。可以通过使用鼠标点击文件名字，选择“SourceProperities”来查看每个文件的属性和修改文件。图4.6文件面板界面Xilinx公司ISE13.3软件介绍

--ISE主界面控制台面板在ISE主界面的底部是控制台（Console）面板，包括：Console，Error和Warnings面板，显示了状态信息，错误和警告。ISE主界面的右边是多文档界面MDI窗口，称为工作空间（Workspace）。

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--ISE主界面控制台面板

1.Console（控制台）面板

控制台提供了所有来自处理运行的标准输出。窗口显示了错误，警告和消息信息。错误用红色的’x’表示。警告用’!’表示。

2．Error（错误）面板

错误面板只显示错误信息。滤掉其它控制台信息。

3．Warings（警告）面板

警告面板只显示警告信息。滤掉其它控制台消息。Xilinx公司ISE13.3软件介绍

--处理(process）子窗口在该窗口只有一个处理标签。该标签有下列功能：添加已有文件；创建新文件；察看设计总结（访问符号产生工具，例化模板，察看命令行历史和仿真库编辑）；用户约束文件（访问和编辑位置和时序约束）；综合（检查语法、综合、察看RTL和综合报告）；设计实现（访问实现工具，设计流程报告和其它一些工具）；产生可编程文件（访问配置工具和产生比特流文件）。Xilinx公司ISE13.3软件介绍

--脚本（transcript）子窗口

脚本子窗口有5个默认标签:Console，error，warnings，Tclshell，findinfile。

Console标签显示错误、警告和信息。X表示错误，！表示警告。

Warning标签只显示警告消息。

Error标签只显示错误消息。

Tclshell标签是与设计人员的交互控制台。除了显示错误、警告和信息外，还允许输入ISE特定命令。

Findinfile标签显示的是选择Edit>FindinFile操作后的查询结果。Xilinx公司ISE13.3软件介绍

--工作区（Workspace）子窗口工作空间使设计者可以查看设计报告，文本文件，原理图和仿真波形。每个窗口的大小都可改变，从ISE离开，在主机面窗口新的位置。可以平铺，分层或者关闭。设计者可以在主界面的主菜单下选择View->Panels命令，打开或者关闭面板。设计者还可以在主界面的主菜单下选择Layot->LoadDefaultLayot恢复默认的窗口布局。Xilinx公司ISE13.3软件介绍

---工作区（Workspace）子窗口Nexys3板卡介绍

--功能介绍Digilent公司（/，中文网站/）创立于2000年，创始人是两位来自华盛顿州立大学电气工程专业的教授：ClintCole教授和GeneApperson教授。Cole和Apperson看到了一种需求，需要一种基础的编程开发板来结合到他们的课程当中。实践是最好的学习方式，于是Cole和Apperson利用他们自己设计的开发板，发展了一种理论与实践相结合的教学模式。这些开发板很受学生的欢迎，他们决定大批量生产并推广到世界各地，最终实现了他们的愿望——让技术对所有人来说都易于理解并容易获得，也就是让所有人尽享先进数字技术。

Nexys3板卡介绍

--功能介绍Nexys3板卡介绍

--功能介绍（Nexys3的结构）Nexys3板卡介绍

--功能介绍（电源模块）Nexys3板卡介绍

--功能介绍（UART接口）Nexys3板卡介绍

--功能介绍（基本I/O接口）Nexys3板卡介绍

--功能介绍（7段数码管电路）Nexys3板卡介绍

--功能介绍（VGA接口