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《硬件描述语言与数字系统设计实验指导书_lab1》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、《信号与信息处理综合实验(FPGA部分)》实验指导书实验一FPGA使用入门一、实验目的(1)掌握ISE13.2集成开发环境和Modelsim软件的使用方法;(2)熟悉S6Card实验板的使用方法。(3)掌握使用VerilogHDL语言实现常用组合逻辑和时序逻辑的方法。(4)了解Chipscope的功能与使用方法二、实验内容(1)熟悉S6CARD实验板;(2)熟悉ISE集成开发环境;(3)3比特加法器仿真与上板实验(4)m序列产生器仿真与在板Chipscope调试三、实验要求按下面的说明逐步操作,实验结束后需经教师或助教验收,并将工作目录压缩后重新命名,命名规则为“组号
2、_lab1.zip(rar)”,并分别撰写实验报告,上传到ftp上的”FPGA学生作业/实验一”文件夹。四、实验过程说明(一)熟悉S6CARD实验板1S6CARD开发板整体架构板卡体积小巧,面积与身份证大小相同,故命名为S6CARD板卡,其实物图如图1所示。图1S6CARD板卡实物图S6CARD开发板以Spartan-6系列的XC6SLX9-TQ144芯片为核心,供电、下载与调试都通过板卡自身的USB接口完成,扩展了LED、GPIO、UART以及USB-JTAG电路,结构如图2所示。此外,S6CARD通过USB线完成板卡供电和调试,便于使用。图2S6CARD板卡结构图
3、其中,Flash芯片使用了32Mb的SPIFlashM25P32,容量大,也适合于嵌入式系统开发。系统时钟由外部晶振给入,频率为50MHz。2S6CARD开发板驱动电路1、LED驱动电路LED是最基本的电路组件,给高电平就发光,且发光的程序和驱动电流有关。板卡的LED电路如图3所示。图3S6CARDLED电路2、按键和拨码开关电路LED、按键以及拨码开关本质上属于同一类设备,LED为输出设备,而按键和拨码开关属于输入设备。按键为瞬时输入设备,仅在按下时维持一个固定输入,松开则返回到固定的逻辑相反状态。S6CARD的按键电路如图4所示,按键按下时,FPGA相应管脚为低电
4、平。图4S6CARD按键电路拨码开关为长时固定状态输入,拨到那个状态就一直维持该状态的输入。S6CARD的拨码开关电路如图5所示,拨码到“ON”时,FPGA相应管脚为0,否则为1。图5S6CARD拨码开关电路3、UART驱动电路S6板卡配置了UART232的“公头”接口,相应的电路如图6所示。图6S6CARDUART232电路4、扩展管脚电路最后,S6CARD板卡预留了20个扩展接口,其中2个电源、2个地,16个通用数据线,具体如图7所示。图7S6CARD扩展I/O电路3S6CARD板卡管脚约束说明为了便于自行练习,下面给出S6CARD板卡上所涉及管脚的UCF约束。#
5、#NET"sys_clk_50MHz"LOC="P56"
6、IOSTANDARD=LVCMOS33;##NET"button_1"LOC="P92"
7、IOSTANDARD=LVTTL
8、PULLDOWN;NET"button_2"LOC="P93"
9、IOSTANDARD=LVTTL
10、PULLDOWN;##NET"LED<7>"LOC="P88"
11、IOSTANDARD=LVTTL
12、SLEW=SLOW
13、DRIVE=8;NET"LED<6>"LOC="P87"
14、IOSTANDARD=LVTTL
15、SLEW=SLOW
16、DRIVE=8;NET"LED<5>"LOC="P85"
17、IOS
18、TANDARD=LVTTL
19、SLEW=SLOW
20、DRIVE=8;NET"LED<4>"LOC="P84"
21、IOSTANDARD=LVTTL
22、SLEW=SLOW
23、DRIVE=8;NET"LED<3>"LOC="P83"
24、IOSTANDARD=LVTTL
25、SLEW=SLOW
26、DRIVE=8;NET"LED<2>"LOC="P82"
27、IOSTANDARD=LVTTL
28、SLEW=SLOW
29、DRIVE=8;NET"LED<1>"LOC="P81"
30、IOSTANDARD=LVTTL
31、SLEW=SLOW
32、DRIVE=8;NET"LED<0>"LOC="P80"
33、IOSTANDARD
34、=LVTTL
35、SLEW=SLOW
36、DRIVE=8;##NET"rxd"LOC="P126"
37、IOSTANDARD=LVTTL;NET"txd"LOC="P127"
38、IOSTANDARD=LVTTL
39、DRIVE=8
40、SLEW=SLOW;##NET"Switch<7>"LOC="P120"
41、IOSTANDARD=LVTTL
42、SLEW=SLOW
43、DRIVE=8;NET"Switch<6>"LOC="P119"
44、IOSTANDARD=LVTTL
45、SLEW=SLOW
46、DRIVE=8;NET"Switch<5>"LOC="P118"
47、IOSTANDARD=LVT