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1、第1节 ISE套件的介绍与安装 4.1.1 ISE简要介绍Xilinx是全球领先的可编程逻辑完整解决方案的供应商，研发、制造并销售应用范围广泛的高级集成电路、软件设计工具以及定义系统级功能的IP（Intellectual Property）核，长期以来一直推动着FPGA技术的发展。Xilinx的开发工具也在不断地升级，由早期的Foundation系列逐步发展到目前的ISE 9.1i系列，集成了FPGA开发需要的所有功能，其主要特点有：包含了Xilinx新型SmartCompile技术，可以将实现时间缩减2.5倍，能在最短的时间内提供最高的性能，提供了一个功能强大的设计收敛环境； 全面支持Vir
2、tex-5系列器件（业界首款65nm FPGA）； 集成式的时序收敛环境有助于快速、轻松地识别FPGA设计的瓶颈； 可以节省一个或多个速度等级的成本，并可在逻辑设计中实现最低的总成本。 Foundation Series ISE具有界面友好、操作简单的特点，再加上Xilinx的FPGA芯片占有很大的市场，使其成为非常通用的FPGA工具软件。ISE作为高效的EDA设计工具集合，与第三方软件扬长补短，使软件功能越来越强大，为用户提供了更加丰富的Xilinx平台。4.1.2 ISE功能简介ISE的主要功能包括设计输入、综合、仿真、实现和下载，涵盖了FPGA开发的全过程，从功能上讲，其工作流程无需借助
3、任何第三方EDA软件。设计输入：ISE提供的设计输入工具包括用于HDL代码输入和查看报告的ISE文本编辑器（The ISE Text Editor），用于原理图编辑的工具ECS（The Engineering Capture System），用于生成IP Core的Core Generator，用于状态机设计的StateCAD以及用于约束文件编辑的Constraint Editor等。 综合：ISE的综合工具不但包含了Xilinx自身提供的综合工具XST，同时还可以内嵌Mentor Graphics公司的LeonardoSpectrum和Synplicity公司的Synplify，实现无缝链接
4、。 仿真：ISE本身自带了一个具有图形化波形编辑功能的仿真工具HDL Bencher，同时又提供了使用Model Tech公司的Modelsim进行仿真的接口。 实现：此功能包括了翻译、映射、布局布线等，还具备时序分析、管脚指定以及增量设计等高级功能。 下载：下载功能包括了BitGen，用于将布局布线后的设计文件转换为位流文件，还包括了ImPACT，功能是进行设备配置和通信，控制将程序烧写到FPGA芯片中去。 使用ISE进行FPGA设计的各个过程可能涉及到的设计工具如表4-1所示。 表 4-1 ISE设计工具表4.1.3 ISE软件的安装 E9.1软件安装的基本硬件要求如下：CPU在P III
5、以上，内存大于256M，硬盘大于4G的硬件环境安装。为了更好地使用软件，至少需要512M内存，CPU的主频在2GHz以上。本书使用的集成开发环境是ISE 9.1，仿真工具是ModelSim 6.2b，综合工具为Synplify Pro 8.8。其中ISE、ModelSim软件和Synplify软件不同版本之间的差异不是很大，所以操作和设计结果的差别也是很小的。4.1.4 ISE软件的基本操作 1ISE用户界面 ISE9.1i的界面如图4-6所示，由上到下主要分为标题栏、菜单栏、工具栏、工程管理区、源文件编辑区、过程管理区、信息显示区、状态栏等8部分。图4-6 ISE的主界面标题栏：主要显示当前
6、工程的名称和当前打开的文件名称。 菜单栏：主要包括文件（File）、编辑（Edit）、视图（View）、工程（Project）、源文件（Source）、操作（Process）、窗口（Window）和帮助（Help）等8个下拉菜单。其使用方法和常用的Windows软件类似。 工具栏：主要包含了常用命令的快捷按钮。灵活运用工具栏可以极大地方便用户在ISE中的操作。在工程管理中，此工具栏的运用极为频繁。 工程管理区：提供了工程以及其相关文件的显示和管理功能，主要包括源文件视图（Source View），快照视图（Snapshot View）和库视图（Library View）。其中源文件视图比较常用
7、，显示了源文件的层次关系。快照是当前工程的备份，设计人员可以随时备份，也可以将当前工程随时恢复到某个备份状态。快照视图用于查看当前工程的快照。执行快照功能的方法是选择菜单项Project | Take Snapshot。库视图则显示了工程中用户产生的库的内容。 源文件编辑区：源文件编辑区提供了源代码的编辑功能。 过程管理区：本窗口显示的内容取决于工程管理区中所选定的文件。相关操作和FPGA设计流程紧密相关，包括设计输入、综合、仿真、实现和生成配置文件等。对某个文件进行了相应的处理后，在处理步骤的前面会出现一个图标来表示该步骤的状态。信息显示区：显示ISE中的处理信息，如操作步骤信息、警告信息和
8、错误信息等。信息显示区的下脚有两个标签，分别对应控制台信息区（Console）和文件查找区（Find in Files）。如果设计出现了警告和错误，双击信息显示区的警告和错误标志，就能自动切换到源代码出错的地方。 状态栏：显示相关命令和操作的信息。 2ISE菜单的基本操作 ISE所有的操作都可通过菜单完成，下面简要介绍ISE的菜单命令以及功能。 （1）File菜单 File菜单的命令包括：New Project、Open Project、Open Examples、Close Project、Save Project As、New、Open、Save、Save As、Save All、Prin
9、t Preview、Print、Recent Files、Recent Projects以及Exit等。 New Project命令：用于新建工程，是开始设计的第一步。ISE会为新建的工程创建一个和工程同名的文件夹，专门用于存放工程的所有文件。 Open Project命令：用于打开已有的ISE工程。高版本的ISE可以打开低版本的工程，但需要版本转换，该转换是单向的、不可逆的，因此需要做好版本备份。低版本的ISE不能打开高版本的ISE工程。 Open Examples命令：用于打开ISE提供的各种类型的示例。 Close Project命令：关闭当前工程。如果关闭前未保存文件，ISE会提示用户
10、保存后再退出。 Save Project As命令：可将整个工程另存为其他名字的工程，在大型开发中，常使用该命令来完成版本备份。 New命令：用于新建源文件，可生成原理图、符号以及文本文件。文本文件另存为时可修改其后缀名，以生成.v或.vhd的源文件。 Open命令：用于打开所有Xilinx所支持的文件格式，便于用户查看各类文件资源。 Save、Save As以及Save All命令：分别用于保存当前源文件、另存为当前源文件以及保存所有源文件。用户要在开发当中养成及时保存文件的习惯，避免代码丢失。 Print Preview命令：用于打印预览当前文件，Print用于打印当前文件。 Recent
11、 Files命令：用于查看最近打开的文件。 Recent Projects命令：用于查看最近打开的工程。 Exit命令：用于退出ISE软件。 （2）Edit菜单 Edit菜单的命令包括：Undo、Redo、Cut、Copy、Paste、Delete、Find、Find Next、Find in Files、Language Templates、Select All、Unselect All、Message Filters、Object Properties以及Preference等，大多数命令用于源代码开发中。 Undo命令：用于撤销当前操作，返回到前一状态。 Redo命令：是Undo命令的逆
12、操作，用于恢复被撤销的操作。 Cut命令：剪贴选中的代码, 快捷键为“CRTL+X”。 Copy命令：复制选中的代码, 快捷键为“CRTL+C”。 Paste命令：粘贴剪贴和复制的代码, 快捷键为“CRTL+V”。 Delete命令：删除选中的代码。 Find命令：查找选中的文字，或寻找在其输入框中输入的内容，快捷键为“CRTL+F”。 Find Next命令：寻找下一个要查找的内容，并跳至相应的位置，快捷键为“F3 ”。 Language Templates命令：可打开语言模版，里面有丰富的学习资料，是非常完整的HDL语言帮助手册，其地位类似于VisualC+的MSDN。 Select Al
13、l命令：选中所有的代码，其快捷键为“CRTL+A”。 Unselect All命令：撤销已选中的全部代码，是Select All的逆操作。 Message Filter命令：过滤消息，只显示用户期望的消息。 Preference命令：用于设定ISE的启动参数以及运行参数，有着众多的设置项，最常用的就是第三方EDA软件的关联设置，将在第4.5节详细介绍。 （3）View菜单 View菜单主要管理ISE软件的视图，不涉及FPGA开发中的任何环节，其中常用的命令有Layout Horizontally、Layout Vertically以及Restore Default Layout。 Layout
14、 Horizontally命令：将水平地排列ISE主界面中过程管理区、过程管理区以及代码编辑区等主要栏目。 Layout Vertically命令：将垂直地排列ISE主界面中过程管理区、过程管理区以及代码编辑区等主要栏目。 Restore Default Layout命令：将恢复ISE默认的主界面布局。 （4）Project菜单 Project菜单包含了对工程的各个操作，是设计中最常用的菜单之一，包括New Source、Add Source、Add Copy of source、Cleanup Project Files、Toggle Paths、Archive、Take Snapshot、
15、Make Snapshot Current、Apply Project Properties以及Source Control命令。 New Source命令：用于向工程中添加源代码，可以添加HDL源文件、IP Core以及管脚和时序约束文件。 Add Source命令：将已有的各类源代码文件加入到工程中，Verilog模块的后缀为.v，VHDL模块的后缀为.vhd，IP core源文件为.xco文件或.xaw文件，约束文件的后缀为.ucf。 Add Copy of source命令，将目标文件拷贝一份添加到工程中。 Cleanup Project Files命令：用于清空综合和实现过程所产生的
16、文件和目录。如果在EDIF设计模式中，只清空实现过程所产生的文件。 Toggle Paths命令：用于显示或隐藏非工程文件夹中的远端源文件的路径； Archive命令：用于压缩当前工程，包括所有的文件，默认压缩类型为.zip格式。 Take Snapshot命令：用于产生一个工程快照，即当前目录和远程资源的一个只读记录，常用于版本控制。 Make Snapshot Current命令：用户恢复快照覆盖当前工程。由于该命令会将当前工程删除，所以使用前一定要做好数据备份工作。 Apply Project Properties命令：应用工程属性，会提示用于选择相应工程。 Source Control常用于代码的导入和导出，有Export和Import两个子命令。
