数字逻辑实验Notes

@isSeymour

2023.9.21

一、软件介绍

1. logisim

  • 画逻辑门图

    这是画图的,与后面的 Vivado 并无关系!

  • 你可以不画图,也可以在脑子里画图,

    这个软件只是让你的逻辑门电路图变得清晰好看,仅此而已!

2. ModelSim PE

  • 模拟软件

    这是在你做好一个vivado工程,进行模拟仿真的。

  • 与Vivado 关联,必须使用

3. Vivado

  • .xpr文件的开发软件

    这是你所有工程文件的创建软件,需要在此新建设计文件,写入verilog 代码

  • 核心,必须使用

二、一般流程

1. logisim 画图

  • 先用loigim画图,画出你的逻辑门电路图。

2. Vivado 工程

  • 新建工程

    • 打开 Vivado 2016.2 软件

    • 点击新建工程 Create New Project,自行选择 保存路径

注:若是打开已有工程,则是Open Project,找到工程文件夹下的.xpr文件,打开。

  • 新增源文件
    • 点击左上方的 Add Sources
    • 选择 Add or create design sources,点击next
    • 点击 Create New File
    • 输入你的模块名作为文件名 File Name,点击Finish
    • 这里模块名可以不用改,I/O端口自行添加、删除、命名、设置INPUT/OUTPUT模式
    • 点击OK

若要删除源文件,右键选中文件,Remove,记得勾选Alse delete 来删除文件夹中的文件。

  • 写入verilog 代码

    • 在这里的.v文件可以写入你的 module 代码设置
  • 模拟仿真

    • 都写好了.v文件,点击左侧栏的 Run Simulation 进行模拟
    • 进入模拟框,点击 Run all 按钮(中间上方的蓝色的播放按钮)
    • 查看模拟结果,模拟结束
  • 综合

    • 选中模拟生成多出来的文件(一般在对应的.v文件下,多出来一个.v文件)

    • 选中这个.v文件,选择 Set as top,作为顶层文件

    • 点击左侧栏中的运行综合 Run Synthesis

    • 综合结束后,弹出一个框,选择Open Synthesized Design

    image-20230921212239287
  • 添加约束

    • 上方栏 layout 中改为 I/O planning。
    • 在底线有一栏,找到 I/O ports 点击打开,在这里选择每个端口对应的脚约束,如 J17、H15、M13等等。

    这里电平和标准显示有红色的默认值 Default,我们要自行选一下,仍然选那个默认的值即可。

    否则,后面会因为端口争用而报错。

    • 点击左上角的保存按钮(快捷键Crtl + S),会让你保存到已有.xdc文件,或新建。这里新建,命名文件。
  • 生成下板

    • Source栏的文件里,多了.xdc文件,双击查看。
    • 点击左侧栏的 Generate Bitstream
    • 等待一会,正在生成。完成后会弹出下图框。选择Open Implemented Design。
    image-20230921212959247
    • 点击左侧栏的 Open Hardware Manager。
    • 关闭开关,把你的开发板连接到电脑,打开开关。
    • 正上方有浅绿色的提示连接,点击Open Target 后选择 Auto Connect自动连接。
    • 连接成功后,正上方会有浅绿色提示导入程序 Program device,按提示点下一步即可。
    • 导入结束,可以测试你的程序效果了。

三、实验报告问题

1. logisim逻辑验证图

  • 打开Logisim 画一下图即可

    说明见下图

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2. modelsim仿真波形图

  • 打开vivado工程文件(.xpr文件)
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Run Simulation中,选择Run Behavioral Simulation。

  • 调整波形图位置为合适位置
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3. 下板实验结果

  • 打开硬件管理 Open Hardware Manager
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  • 连接开发板
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  • 程序写入开发板
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  • 测试你的开发板吧
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备注:

image-20230930194029079

改了之后,需要重新Generate Bitstream。

4. 源文件 .v 在哪?

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5. 文件.bit 在哪?

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备注:

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6. 提交规范

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四、注意事项

1.

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