束编辑 - FPGA开发板使用和配置方式

　　在约束编辑器里面有4个复选页，定义如表2.5所示。
表2.5 属性定义属 性　
　定 义Global　　用于附加全局约束，包括周期约束，输入延迟约束和输出延迟约束Ports　　附加端口约束，可以对每一个端口进行单独设置，包括物理位置、输入延迟和输出延迟。同时，也可以设置分组，进行分组约束Advanced　　附加分组约束（TNM/TNM_NET/TIMEGRP）和时序约束（FROM_TO/TIG O/OFFSET）等Misc　　附加专用约束，包括电压、初始值等　　注意：附加约束的原则是先加全局约束后加分组约束。　　在本实例中只做简单的时钟约束。在clk的period中输入：20ns HIGH 50%，即设置时钟的周期和占空比。设置后保存，完成时序约束。　　
（2）管脚约束。　
　管脚约束即约束工程设计源文件与选定器件对应的输入/输出管脚属性。双击图2.97中的“Assign Package Pins”图标，ISE将打开PACE工具，如图2.99所示。　　通过图2.99的“Design Object List”对话框里面的Loc列，可以为设计添加输入/输出管脚，添加形式为“Pxxx”或者“pxxx”。其中P/p代表Pin，xxx是数值。　　
（3）面积约束。
　　面积约束目的在于规划FPGA里面的逻辑使用大小。双击图2.97中的“Create Area Constraints”图标，ISE同样打开PACE工具，面积约束和管脚约束用的是一个界面。在面积约束里面我们可以对设计使用的资源面积加以规划，控制使用资源在FPGA里面的位置。　　
这里只使用到管脚约束，按照按键和LED灯与FPGA的连接，输入管脚分配，然后保存分配。在保存选项中，选择“XST Optional”，如图2.100所示，关闭对话框，完成约束设计。

图2.99 管脚约束工具PACE

图2.100 保存管脚约束结果

5．布局布线

设置好了各种约束以后就可以进行布局和布线了。双击进度浏览器中的“Implement Design”，开始进行布局布线实现。与综合相同，如果在“Implement Design”的右边出现绿色的对号，说明已经完成布局布线，没有发现错误，如图2.101所示。

图2.101 运行布局布线　

　如果实现过程中出现错误，在信息栏中根据错误的提示，修改相关的约束设计，再进行布局布线的实现，直至没有错误为止。

6．布局布线后仿真

在工程浏览器中选择测试文件，双击进度浏览器中“Implement Design”下面的“Simulate Post-Place & Route Model”，对工程进行布局布线后仿真，仿真结果如图2.102所示。

图2.102 时序仿真结果

　　通过与行为仿真结果图2.96对比，可以发现，布局布线后仿真加入了布线的延迟，输出的结果相对于时钟有相应的延迟。在工作区里面单击鼠标右键，在弹出的菜单里面选择“Add Measure”选项，可以通过放大工作区和拖动时间测量游标，读取时间延迟，如图2.103所示。　　
由上图可以看出，尽管输出相对于时钟存在一定的延时，但输出结果是正确的，符合设计要求，可以进行下载和在线调试了。

图2.103 测量时间延迟

7．下载程序

布局布线完成以后就可以将程序下载到开发板上进行调试。开发板提供两种下载方式：JTAG模式和PROM模式。区别在于JTAG模式是用于在线调试使用的，断电后不保留程序；而PROM模式则是将程序烧写在存储器里面，上电后自动加载。　　
（1）JTAG模式下载。　
　如图2.104所示，在进度浏览器中“Generate Programming File”下面可以看到有3个选项，分别是编程文件生成报告、生成编程文件和使用iMPACT配置器件。　　
在“Generate Programming File”图标上面单击右键，选择“Properties…”，弹出如图2.105所示的属性对话框，在其中可以设置下载文件的属性。

图2.104 生成下载文件

图2.105 “General Options”选项卡

　　在该对话框中有4个选项卡，可以对相应的下载参数进行设置。　　
“General Options”选项卡里面的“Create Bit File”选项生成用于JTAG模式下载的二进制下载文件。确定选择该项，如图2.105所示。
　　在“Startup Options”选项卡里面将“FPGA Start-Up Clock”后面的内容改为“JTAG Clock”，如图2.106所示，在这里要根据不同的下载模式正确地选择时钟。
　　在“Readback Options”选项卡里面将“Security”后面的内容置为“Enable Readback an Reconfiguration”，如图2.107所示，然后单击“OK”按钮，完成下载的属性设置。

图2.106 “Startup Options”选项卡

图2.107 “Readback Options”选项卡　

　如图2.108所示，双击进度浏览器里面的“Generate Programming File”图标，ISE将生成供 JTAG模式下载的bit文件。“Generate Programming File”左边的绿色对号说明已经成功生成了下载 文件。

图2.108 生成下载文件

　　双击“Generate Programming File”下面的“Configure Device（iMPACT）”图标，打开如图2.109所示的iMPACT工具。

图2.109 iMPACT工具　

　在如图2.109所示的对话框里面选择器件配置的模式，这里选择边界扫描模式“Boundary-Scan Mode”，单击“下一步”按钮，如图2.110所示。

图2.110 边界扫描模式选择对话框