FPGA实验培训讲义

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1、FPGA实验培训讲义利用RCII-SP3S400开发板做FPGA实验，应具备一些条件：1、应用此开发板应该具备的基础知识1）HDL相关知识：FPGA的设计与应用涉及到软件和硬件相关的知识，要求学员具备了一定的Verilog或VHDL基础。如果没有这方面的基础，可以利用课余时间把相关内容补上。2）电路相关知识：由于用FPGA开发板做实验，可能要涉及到硬件的测试等，这要求学员对开发板的整个结构和原理图要有个充分的了解，有利于硬件的调试和测试。3）接口协议该开发板提供了相关标准接口，如串口、LCD、USB等

2、，如果要用这些接口，希望对大家能对这些接口协议有了基本的了解，有助于相关实验的进行。4）FPGA知识对FPGA的内部结构和相关资源的了解，能充分利用FPGA的资源，可加速实验的进展。所以建议学员对FPGA的基本结构和性能有个大体了解。2、使用开发板前的准备工作：1）设计软件的安装使用此开发板前，首先确保已安装了相关的设计软件，在开发包中提供现在主流的一些设计软件，包括：ISE12.2、ModelSim、Synplify，ChipScope和XilinxEDK，其中ISE12.2为Xilinx公司专门用

3、于FPGA开发的工具，ModelSim和Synplify是目前应用比较广泛的仿真工具和综合工具，ChipScopePro是一个功能很强大的在线逻辑分析工具，在FPGA的调试阶段很有用，如果没有安装这些软件，请先安装上述软件。建议先装ISE，再装其它的辅助工具。2）熟悉开发板的硬件环境参照提供的原理图，对照开发板，了解一下FPGA外围器件和接口的配置，对电路板的整体情况有个了解，便于以后的开发。特别是FPGA的供电电路以及FLASH的配置方法，有助于以后做相关FPGA的开发。3）利用本开发板进行FPGA

4、实验的安排利用本开发板的实验分为四个节点，不同的节点侧重点不同，学习的内容和深度也有所不同。下面给出学习建议：第一节点为基本实验。通过这部分实验，希望学员能够掌握FPGA开发的一个基本的流程，从设计到验证再到最后的实现，主要是熟悉XilinxFPGA设计工具ISE的使用。通过Verilog或VHDL源代码的输入，设计译码器逻辑功能，熟悉FPGA的基本设计流程。第二节点为存储器IP实验，通过这部分实验，了解如何利用FPGA内部的BlockRAM资源和FPGA外围电路中经常用到的几种存储器SRAM、SDR

5、AM、FIFO和FLASH，掌握利用开发工具所提供的存储器IP核来实现存储器的设计和使用。第三节点为设计实验，在第一节点和第二节点的基础上，利用Verilog或VHDL适合分层设计的思想，通过采用存储器IP核和相关逻辑实现FIFO功能，学习如何利用FPGA来实现比较复杂器件功能。第四节点为接口设计实验，这一部分内容有一定的难度，是前几部分的综合运用。首先在FPGA内实现一个FIFO；再在FPGA内设计一个接口逻辑电路可实现ARM对FIFO读写操作，通过编写ARM程序实现对FIFO的读写。通过这几个节点

6、的实验，使得大家对FPGA的设计有个比较全面的了解，从简单到复杂，由浅入深，能够自己独立的完成设计。FPGA的学习涉及很多内容，不是一朝一夕就能精通的，需要付出艰辛的努力，希望这套开发系统能够让给您有一个好的开始，为您未来的学习打下比较坚实的基础。请记住下面的一些经验：n要开发FPGA，不仅需要熟练掌握verilogHDL语言，还需要了解FPGA芯片结构、专用模块和其底层内嵌单元（全局时钟网络、DLL模块、DCM模块、内嵌的块存储单元、硬核乘法器、高速收发器和嵌入式处理器等）的使用方法。n实用的FPG

7、A设计方法把verilogHDL看成是一种胶合物，将芯片特有的组件融合其中，只有这样才能进行高效的开发，达到事半功倍的效果。n面向硬件的设计思维就是指将具体功能形成硬件的RTL级模型，选择具体的物理电路来实现，再用具体合适的语言去描述，而不是凭空写verilog代码。n并不是所有用verilogHDL语言写的程序都是硬件可综合的。n用verilogHDL语言来编程必须采用良好的代码风格；不仅在于了解verilogHD的语法和语句，更多的要积累实践经验，一定要注意调试过程中对相关问题和结论进行积累，才能

8、逐步形成优秀的代码设计风格。n充分合理地利用约束文件。FPGA的可编程特性使PCB设计、加工和FPGA设计可同时进行，不必等到FPGA管脚位置完全确定后再进行，节省系统开发时间。n在高速FPGA设计开发时，一定要重视时序！4、使用开发板的注意事项使用此开发板需要注意以下几个问题：Ø1）供电问题。开发系统为开发板提供了一个5V的电源，请勿使用其他电源，以免电压不符导致开发板损坏。另外，在开发板电源边上有一个开关，用户可以不必每次插拔电源，只需用此开关来控制