第4章仿真与设计工具安装FPGA应用技术基础教程电子教案课件

第4章仿真与设计工具安装重点安装ISE9.1软件安装EDK9.1软件

ChipScope

Pro9.1安装驱动安装及程序下载流程编译工具KCPSM3的使用概述

ISE（IntegratedSoftwareEnvironment）是集成综合环境的简称，是Xilinx提供的一套工具集，其集成的工具可以完成整个FPGA/CPLD的开发过程。ISE的工具包分为综合工具、仿真工具、实现工具、辅助设计工具和其他工具等5类。4.1安装ISE9.1软件ISE的主要特点如下：（1）它是一个集成环境，可以完成整个FPGA/CPLD开发过程；（2）ISE接口设计风格简洁流畅，易学易用；（3）ISE有丰富的在线帮助信息，结合Xilinx的技术支持网站，一般设计过程中可能遇到的问题都能得到很好的解决；（4）ISE有强大的设计辅助功能。ISE9.1的安装第一步：打开“XILINX9.1iDVD.iso”活页夹中的“ISE9.1i”（用Daemon400或其他虚拟光驱软件打开），单击“Next”按钮，如图4.1所示。图4.1第二步：输入序列号。其序列号在“DSPWorkShopSoft.iso”文件夹下的“XILINX注册号.txt”文件内，名称为“ISESIM9.1ikey”。输入后单击“Next”按钮，如图4.2所示。图4.2第三步：选择“Iacceptthetermsofthissoftwarelicense”选项，并单击“Next”按钮，如图4.3所示。图4.3第四步：选择“Iacceptthetermsofthissoftwarelicense”选项，并单击“Next”按钮，如图4.4所示。图4.4第五步：选择“Iacceptthetermsofthissoftwarelicense”选项，并单击“Next”按钮，如图4.5所示。图4.5第六步：默认路径为c:\Xilinx，单击“Next”按钮，如图4.6所示。图4.6第七步：单击“Next”按钮，如图4.7所示。图4.7第八步：单击“Next”按钮，如图4.8所示。图4.8第九步：单击“Next”按钮，如图4.9所示。图4.9第十步：点击“Install”按钮，如图4.10所示。图4.10第十一步：开始安装，如图4.11所示。图4.11安装完成概述嵌入式开发环境(EDK,EmbeddedDevelopmentKit)是用于设计嵌入式处理系统的集成软件，它包含利用嵌入式PowerPC™硬处理器核或XilinxMicroBlaze™软处理器核进行Xilinx平台FPGA设计时所需的全部技术文档和IP包。4.2安装EDK9.1软件EDK中的软件开发分为两大部分：（1）底层系统软件的开发，主要完成BSP(板级支持包)的功能；（2）用户应用软件的开发，包括用户硬件驱动及用户上层应用软件，整个用户软件的开发及调试工作都可以在EDK中完成。EDK9.1的安装第一步：打开“XILINX9.1iDVD.iso”文件夹中的“EDK9.1i”（用Daemon400或其他虚拟光驱软件打开），单击“Next”按钮，如图4.12所示。图4.12第二步：输入序列号。其序列号在“DSPWorkShopSoft.iso”文件夹下的“XILINX注册号.txt”文件内，名称为“ISESIM9.1ikey”。输入后单击“Next”按钮；选择“INSTALLEDK”后，弹出如下窗口，单击“Next”按钮，如图4.13所示。图4.13第三步：选择“Iacceptthetermsofthissoftwarelicense”选项，并单击“Next”按钮，如图4.14所示。图4.14第四步：选择“Iacceptthetermsofthissoftwarelicense”选项，并单击“Next”按钮，如图4.15所示。图4.15第五步：默认路径为c:\EDK，单击“Next”按钮，如图4.16所示。图4.16第六步：单击“Next”按钮，如图4.17所示。图4.17第七步：单击“Next”按钮，如图4.18所示。图4.18第八步：可以安装AVS，单击“Next”按钮，如图4.19所示。图4.19第九步：单击“Install”按钮，如图4.20所示。图4.20第十步：开始安装，如图4.21所示。图4.21第十一步：安装结束，单击“OK”按钮，退出EDK9.1的安装。概述ChipScopePro（在线逻辑分析仪，也叫做片内逻辑分析仪）具有传统逻辑分析仪的功能，是针对Xilinx

Virtex-IIPro等系列FPGA的在线片内信号分析工具，主要功能是通过JTAG口，实时在线地提取出FPGA芯片内的被检测信号。4.3ChipScope

Pro9.1安装ChipScopePro应用的方法如下：用户可以使用ChipScopePro内核生成器生成的示例代码插入HDL源程序中，从而将ICON,ILA等内核插入到设计中，也可以使用ChipScopePro内核插入器将ICON,ILA等内核直接插入到已经综合完成的设计网表中。然后，利用ISE的综合工具进行综合布线，生成配置文件。接下来用户就可以通过ChipScopePro分析仪软件将配置数据流下载到待测的器件中，进行分析测试。安装ChipScopePro9.1软件第一步：打开“ChipScopePro9.1i”安装文件（用Daemon400或其他虚拟光驱软件打开），如图4.22所示。图4.22第二步：在弹出的对话框中单击“Next”按钮，如图4.23所示。图4.23第三步：在弹出的对话框中单击“Yes”按钮，如图4.24所示。图4.24第四步：输入用户信息，单击“Next”按钮，如图4.25所示。图4.25第五步：默认路径为c:\Xilinx\ChipScope_Pro_9.1i，选择安装路径，单击“Next”按钮，如图4.26所示。图4.26第六步：输入序列号，单击“Next”按钮，如图4.27所示。图4.27第七步：单击“Next”按钮，如图4.28所示。图4.28第八步：单击“Next”按钮，如图4.29所示。图4.29第九步：开始安装，如图4.30所示。图4.30第十步：安装完成，单击“Finish”按钮退出安装，如图4.31所示。图4.31注意Xilinx设计生产了XilinxParallelCableIII兼容型下载电缆，此下载电缆不需要驱动。若自配一个USB下载电缆，则需要安装驱动。4.4驱动安装及程序下载流程第一步：将XilinxUSB下载电缆的USB插头插入PC机的USB插槽中，另一端与板卡的J11相接，启动计算机后识别XilinxUSB下载电缆硬件，识别后安装其驱动程序。选择从列表或指定位置安装，单击“下一步”按钮，如图4.32所示。XilinxUSB下载电缆的驱动安装图4.32第二步：将install_cable文件包拷贝到一个目录下，单击“浏览”按钮按钮，选择此文件包的目录，单击“下一步”按钮，如图4.33所示。图4.33第三步：待软件安装完成后，单击“完成”按钮，完成驱动安装。如果再次出现扫描到硬件，则重复以上步骤，如图4.34所示。图4.34第四步：安装完毕后打开控制面板查看系统中的设备管理器，如果出现如下结果，则证明硬件连接成功，否则需检查硬件是否连接正确和USB驱动安装是否安装正确，如图4.35所示。图4.35第一步：插好下载电缆，板卡上电后，单击Start→Programs→XilinxISE9.1i→Accessories→iMPACT，出现iMPACTProject对话框，如图4.36所示。图4.36ISE9.1程序下载流程第二步：单击“Cancel”按钮后，双击Flows窗口中的“BoundaryScan”(边界扫描)，如图4.37所示。图4.37第三步：操作快捷键Ctrl+I，当等到弹出AssignNewConfigurationFile对话框后，前两个器件都选择“bypass”按钮，最后一个器件单击所要下载的bit文件（此文件所在目录不可有中文），单击“Open”按钮，弹出“AddVirtex-/IIPro/Virtex04...”对话框，单击“OK”按钮后弹出一个警告信息，单击“OK”按钮，如图4.38所示。图4.38第四步：单击xc2vp30这个device，变成绿色，且iMPACTProcesses窗口出现可执行的操作，如图4.39所示。图4.39第五步：双击iMPACTProcesses窗口中的“Program”，或者直接右键单击xc2vp30这个device，选择“Program”。弹出ProgrammingProperties对话框，单击“OK”按钮，如图4.40所示。图4.40第六步：程序开始下载，如果下载程序成功，则出现ProgramSucceeded；如果失败，则出现ProgramFailed，需要重新查找问题，如图4.41所示。图4.41KCPSM是一个简单的8位微处理器，所占资源很少，在一个Spartan-3,Virtex-Ⅱ及Virtex-ⅡPRO设备中，可以使用多个KCPSM的宏块来简化设计，实现无时间临界要求的复杂状态机。KCPSM3宏提供VHDL源码，因此可以按照VHDL的设计流程使用KCPSM宏。KCPSM也支持其他的设计语言（如Verilog,COE,NGC等）。KCPSM3介绍4.5编译工具KCPSM3的使用KCPSM3是“(K)constantcodedprogrammablestatemachine”的缩写。KCPSM3提供一个DOS的可执行应用程序KCPSM3.EXE和三个模板文件ROM_form.vhd,ROM_from.v,ROM_form.coe，所有这些文件需要复制在同一个目录下。用户的程序要用记事本或写字板工具的格式写，文件名后缀用“.psm”，长度少于8个字符。KCPSM3编译工具KCPSM是一个占用资源很少的微处理器，作为软核可以利用FPGA的逻辑资源产生。虽然它可以处理数据，但是一般情况下它被作为状态机来使用。KCPSM3.EXE可以在DOS环境下运行，编译命令是KCPSM3***.psm。该命令可以在DOS的汇编编译系统中执行，系统会利用.psm的文件（汇编源文件）自动生成ISE工具可读的VHDL/Verilog格式文件，并用于综合和仿真。编译工具的使用方法单击开始→所有程序→附件→命令提示符，在弹出的对话框中输入E：回车，进入本地磁盘E盘，如图4.42所示。图4.42输入cd01.ISE9.1\KCPSM3\Assembler（路径名）后按“回车”键，如图4.43所示。图4.43输入KCPSM3***（文件名）.psm后按“回车”