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MZhao-ouo/For_HDU_ISE_Victims

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去你的 ISE,Vivado 我来啦

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        ISE 早于2013年停止更新,而杭电的数电计组课还在使用 ISE。然而如今大多数同学的电脑都装着 Windows 10(或Windows 11),ISE 又没有对其的适配,很多同学可能安装不上,还得再折腾一个虚拟机。

        既然 Xilinx 放弃 ISE 转头开发了 Vivado,我们为什么不用适配更好、界面更现代、维护更稳定的 Vivado 呢?况且 Vivado 刚好支持杭电教学所用的开发板,我们用起来就更没什么可担心的了。

        这篇文章将告诉你如何 安装 Vivado 以及课程中 使用 Vivado 的一般流程

Vivado 安装

1. 下载

        从 Vivado 官网 下载 2020.1 的版本,点击 Xilinx Unified Installer 2020.1: Windows Self Extracting Web Installer,注意名称,如图:

为什么不选新版本:新版本添加了Mathine Learning的内容,体积较大,并且课上用不着。

        此时会弹出登录界面,注册一个 Xilinx 账号即可。 这个账号之后还会用到。

        然后是填个人信息,其实这块随便填都能过的,填完后点 Download 下载。

2. 安装

        双击运行刚下好的安装器,会提示有新版本可用,直接叉掉,不更。

        跟着箭头走,配置按图中选

        重点来了,默认的 Devices 下载下来要 23GB ,而我们只用到了 7 Series 的开发板,跟着图片选,下载的资源直降到 10GB

        然后点击 Install 就开始下载安装了。

        安装完成后点击 Finish 会弹出证书授权界面。

3. 获取 License

        前往官网获取证书,填完信息点 Next,我选了如图的三个 Licence

        导入 Licence

        安装完成!

HDU 常用流程

        接下来本文将用 一位二进制全加器 作为示例,来介绍 HDU 课上使用 Vivado 的一般流程。

1. 新建项目

        之后 Add Sources 和 Add Constraints都不用管,直接点 Next 。

        然后是 关键 的一步,选开发板。HDU 用的是 xc7a100tfgg484-2L

        选完之后点 Finish,项目创建完毕。

2. 模块编写

        点 加号 添加文件,选择 design sources,点 Next。

        点 Create File 创建文件,填写文件名,点 OK,然后点 Finish。

        下一步什么都不用管,直接点 OK,点 Yes。文件创建完毕。

        双击刚才创建的文件,编写module。

        此处用 结构建模 的方式编写,可直接复制下述代码。Ctrl + S 保存

module FullAdder(A, B, Cin, Cout, Sum);
    input A, B, Cin;
    output Cout, Sum;
    wire S1, T1, T2, T3;

    xor uu1(S1, A, B);
    xor uu2(Sum, S1, Cin);

    and uu3(T1, A, B);
    and uu4(T2, A, Cin);
    and uu5(T3, B, Cin);

    or  uu6(Cout, T1, T2, T3);
endmodule

3. 语法检查

        点击左侧 Run Synthesis 进行语法检查。

        检查完毕后这个界面会帮你选择之后的步骤,不用管,直接叉掉。

4. 仿真模块

        点 加号 添加仿真文件,选择 simulation sources,点 Next。

        接下来的步骤和创建功能模块一样。

        右键 Simulation Sources 里面的仿真模块,Set as Top置为顶层模块。双击在右侧编写测试模块。

        关键一步:Vivado 不会像 ISE 那样自动生成实例化模块的代码,接下来简单讲解一下编写仿真模块的代码,其实也并不麻烦。

module simu;        // 仿真模块一般不需要输入输出,所以括号也不必要。
    // 定义变量
    reg A, B, Cin;
    wire Cout, Sum;
    // 实例化 FullAdder 模块
    FullAdder uut(A, B, Cin, Cout, Sum);
    // 接下来写仿真代码
    initial begin       // 这块是代码模板
        // 初始化输入变量
        A=0;
        B=0;
        Cin=0;
        // 在下面写测试的输入
        #100;       //延迟100ns
        A=0; B=0; Cin=0;
        #100;
        A=0; B=0; Cin=1;
        #100;
        A=0; B=1; Cin=0;
        #100;
        A=0; B=1; Cin=1;
        #100;
        A=1; B=0; Cin=0;
        #100;
        A=1; B=0; Cin=1;
        #100;
        A=1; B=1; Cin=0;
        #100;
        A=1; B=1; Cin=1;
    end
endmodule

5. 仿真测试

        点击左侧的 Run Simulation,选择 Run Behavioral Simulation 。

        点击如图按钮可以自动将波形图缩放到合适大小。

        点击右上角的叉关闭仿真

6. 逻辑综合

        退出仿真后点击左侧 Run Implementation 即可进行逻辑综合。

7. 查看电路

        点击左侧 Open Elaborated Design 查看电路图

8. 配置管脚

方法一:图形化界面

        在电路图界面点击 I/O Ports即可在下方展示出配置管脚的界面。

        在这里要注意:虽说I/O Std的默认设置也是LVCMOS18,但也会有奇怪的问题,所以要手动再选一下。

        按Ctrl + S保存,填写文件名,点 OK,会在 Constraints 下生成 xdc 管脚文件。

方法二:手写代码

        新建文件选择 Constraints 文件,在 xdc 文件中即可手写配置文件。

9. 生成比特流文件

        右键点击左侧的 Generate Bitstream 选择比特流设置,在弹出界面选择下图框选蓝字

        将比特流压缩设置为 TRUE,点击OK

        然后点击 Generate Bitstream 即可生成 .bit 文件(可能会提示还需要进行逻辑综合 Implementation,执行就可以了)。

        .bit 文件存放在如图所示路径,即*/*.runs/impl_1/*.bit

10. 上板!

        用老师发布的 bit烧写工具,按压缩包中的安装说明即可,此处略过。

        选择刚刚生成的 .bit 文件,随便选一个 COM 口即可,然后点发送文件,大功告成!

参考文章

从ISE到vivado - 赵子一的博客 (zz1.ink)

HDU Vivado安装教程

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