【设计工具】FPGACPLD设计工具──Xilinx+ISE使用详解
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目 录
第1 章 ISE 系统简介……1
11 FPGA/CPLD 简介1
111 FPGA/CPLD 的基本原理2
112 FPGA 和CPLD 的特点7
12 FPGA/CPLD 的设计流程9
13 ISE 系列产品的特点11
131 特点综述11
132 ISE 的新增特性12
14 ISE 6x 支持的器件14
15 ISE 的4 个软件系列14
16 ISE 的系统配置与安装18
161 推荐的系统配置18
162 ISE 的安装19
17 ISE 中集成工具及其基本功能21
18 常用专有名词解释27
19 小结29
110 问题与思考29
第2 章 工程管理器与设计输入工具31
21 ISE 工程管理器──Project Navigator 31
211 Project Navigator 综述31
212 Project Navigator 的用户界面32
213 使用Project Navigator 创建并管理工程38
22 HDL 语言的输入工具──HDL Editor 43
221 HDL Editor 综述43
222 源代码输入的好助手──Language Templates44
23 状态机输入工具──StateCAD 45
231 StateCAD 综述46
232 StateCAD 的用户界面46
233 使用StateCAD 设计状态机51
24 原理图输入工具──ECS 62
241 ECS 综述63
242 ECS 的用户界面63
243 使用ECS 完成原理图输入设计66
244 使用ECS 进行混合设计的方法73
25 IP 核生成工具──CORE Generator74
2
251 CORE Generator 综述74
252 CORE Generator 的用户界面75
253 使用CORE Generator 生成IP 核的方法与技巧78
26 测试激励生成器──HDL Bencher 83
261 HDL Bencher 综述83
262 使用HDL Bencher 生成测试激励85
27 设计结构向导──Architecture Wizard 91
271 Architecture Wizard 综述91
272 Architecture Wizard 使用方法91
28 小结94
29 问题与思考94
第3 章 仿真工具95
31 ModelSim 的用户接口97
311 行为仿真99
312 时序仿真101
313 高级设置102
32 ModelSim 仿真窗口综述104
33 仿真环境的建立114
331 各仿真切入点需要的库文件114
332 仿真库文件说明115
333 库文件编译116
334 仿真库的命名120
34 一个简单的仿真示例121
341 在ModelSim 环境下进行仿真121
342 在ISE 集成环境中进行仿真128
35 ModelSim 中的调试方法130
351 源文件窗口调试130
352 波形窗口调试132
353 数据流窗口调试135
354 存储器窗口调试140
355 变量窗口调试142
356 列表窗口调试145
36 ModelSim 的其他常用操作146
361 自动仿真146
362 WLF 文件149
363 波形比较151
364 SDF 文件156
365 VCD 文件157
3
37 小结159
38 问题与思考159
第4 章 ISE 中集成的综合工具161
41 新兴的高效综合工具──Synplify/Synplify Pro161
411 Synplify/Synplify Pro 的功能与特点161
412 Synplify Pro 的用户界面168
413 Synplify Pro 综合流程171
414 Synplify Pro 的其他综合技巧193
42 Xilinx 最早的合作伙伴──Synopsys 综合工具205
421 设计流程206
422 FE 综合优化过程208
423 FST 操作说明217
43 Xilinx 内嵌的综合工具──XST220
431 XST 综述220
432 XST 综合属性设置221
433 使用XST 的综合流程226
44 全局时钟与第二全局时钟资源229
441 全局时钟资源简介229
442 常用的与全局时钟资源相关的Xilinx 器件原语230
443 Xilinx 全局时钟资源的使用方法232
444 使用Xilinx 全局时钟资源的注意事项233
445 第二全局时钟资源235
45 小结236
46 问题与思考236
第5 章 约束 237
51 概述237
52 时序约束239
521 周期约束（PERIOD 约束） 239
522 偏移约束（OFFSET 约束） 242
523 专门约束245
53 分组约束248
531 TNM 约束248
532 TNM_NET 约束251
533 TIMEGRP 约束251
534 TPTHRU 约束252
535 TPSYNC 约束252
54 约束编辑器──Constraints Editor253
541 Constraints Editor 的用户界面253
4
542 附加全局约束254
543 附加端口约束256
544 附加分组约束和时序约束257
545 附加专用约束261
55 引脚与区域约束编辑器──PACE262
551 PACE 的用户界面263
552 附加区域约束266
553 附加I/O 引脚约束267
56 约束文件268
561 约束文件的概念268
562 UCF、NCF 文件的基本语法规则269
57 小结271
58 问题与思考271
第6 章 辅助设计工具273
61 时序分析器──Timing Analyzer273
611 时序分析器的用户界面274
612 时序分析器的作用及设计流程275
613 基本时序路径276
614 时序分析器的使用方法282
62 布局规划器──Floorplanner 286
621 布局规划器的用户界面286
622 布局规划器的特点及作用288
623 布局规划设计流程289
624 设计示例292
63 FPGA 底层编辑器──FPGA Editor297
631 FPGA 底层编辑器的用户接口297
632 FPGA 底层编辑器的作用298
633 FPGA 底层编辑器输入输出文件300
634 FPGA 底层编辑器的工作流程301
635 使用FPGA 底层编辑器的预备知识301
636 设计示例303
64 小结308
65 问题与思考308
第7 章 XPower、iMPACT 和ChipScope Pro309
71 XPower 309
711 XPower 综述309
712 XPower 的用户界面310
713 用XPower 分析功耗313
5
72 iMPACT316
721 iMPACT 综述316
722 iMPACT 的用户界面317
723 用iMPACT 下载配置文件320
73 ChipScope Pro 328
731 ChipScope Pro 综述328
732 ChipScope Pro Core Inserter330
733 ChipScope Pro Analyzer336
74 小结341
75 问题与思考341
第8 章 模块化与增量式设计方法343
81 模块化设计方法的基本概念343
82 模块化设计方法的设计流程344
821 Modular Design 的设计输入与综合步骤345
822 Modular Design 的实现步骤346
83 模块化设计方法的注意事项350
831 Modular Design 的应用场合350
832 Modular Design 的设计效能351
833 Modular Design 的目录管理352
834 Modular Design 的常用约束352
835 Modular Design 的报告查看353
836 使用XFLOW 自动进行模块化设计353
84 模块化设计方法的设计实例355
85 增量式设计方法的基本概念364
86 增量设计方法的设计流程366
861 增量综合367
862 增量实现369
87 增量设计方法的设计实例372
88 小结379
89 问题与思考381
第9 章 融会贯通──“运动计时表”设计383
91 示例背景384
92 多元混合设计输入方法385
921 新建工程“watch_sc” 385
922 使用ECS 绘制“cnt60”和“outs3”模块原理图386
923 使用Core Generator 生成“tenths”IP 核392
924 使用StateCAD 设计“stmach_v”状态机395
925 使用Architecture Wizard 生成时钟管理模块“dcm1”403
6
926 使用语言模板设计“hex2led”和“decode”的HDL 源代码405
927 使用ECS 设计顶层原理图408
93 测试激励与行为级功能仿真409
931 使用HDL Bencher 生成测试激励410
932 调用ModelSim 进行行为级功能仿真412
94 Synplify Pro 和XST 综合方法413
941 使用XST 综合整个设计413
942 使用Synplify Pro 的特色工具分析、优化设计415
95 设计用户约束文件与实现结果的分析421
951 使用Constraints Editor 设计UCF 文件422
952 使用PACE 设计UCF425
953 实现步骤与实现结果分析427
96 使用ModelSim 进行布线后仿真432
97 使用iMPACT 配置FPGA/CPLD433
98 小结438
99 问题与思考438
第10 章 ISE 实战──I2C 接口设计439
101 EFX-SP200──实验开发系统简介439
102 I2C 总线简介440
1021 I2C 总线上的数据传输441
1022 I2C 总线寻址443
1023 时钟同步与仲裁445
1024 I2C 协议的扩展446
103 I2C 总线应用实例──AT24C 系列EEPROM446
1031 AT24C02 概述447
1032 写操作448
1033 读操作448
1034 AT24C 在IC 卡中的应用简介449
104 I2C 总线控制器设计详解450
1041 I2C 总线控制器总体描述451
1042 μC 接口设计452
1043 I2C 接口设计458
1044 混合仿真验证469
1045 上板调试478
105 小结478
106 问题与思考478
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