硬件描述语言与数字系统设计实验指导书_lab1

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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

2、教验收，并将工作目录压缩后重新命名，命名规则为“组号_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

3、，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

4、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

5、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。##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"LE

11、D<7>"LOC="P88"

12、IOSTANDARD=LVTTL

13、SLEW=SLOW

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18、IOSTANDARD=LVTTL

19、SLEW=SLOW

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21、IOSTANDARD=LVTTL

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28、IOSTANDARD=LVTTL

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31、IOSTANDARD=LVTTL

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34、IOSTANDARD=LVTTL

35、SLEW=SLOW

36、DRIVE=8;##NET"rxd"LOC="P126"

37、IOSTANDARD=LVTTL;NET"txd"LOC="P127"

38、IOSTANDARD=LVTTL

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40、8

41、SLEW=SLOW;##NET"Switch<7>"LOC="P120"

42、IOSTANDARD=LVTTL

43、SLEW=SLOW

44、DRIVE=8;NET"Switch<6>"LOC="P119"

45、IOSTANDARD=LVTTL

46、SLEW=SLOW

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48、IOSTANDARD=LVT