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Vivado使用步骤与仿真详解

创作时间:
作者:
@小白创作中心

Vivado使用步骤与仿真详解

引用
1
来源
1.
https://www.cnblogs.com/L707/p/18067635

本文是一篇关于Vivado使用的详细教程,主要介绍了Vivado的使用步骤与仿真过程。文章内容包括创建工程、设计输入、RTL分析设计、IO引脚约束、综合实现、生成比特流以及开发板硬件配置和程序烧写等步骤。文章结构清晰,内容详实,包含具体的代码示例和操作步骤,适合有一定基础的FPGA开发者参考学习。

vivado仿真

vivado集成了HLS工具,可以直接使用C \ C++ \ systemC 语言对Xilinx的FPGA器件进行编程。
用户无需手动创建RTL,通过高层次综合生成HDL级的IP核,从而加速IP创建。
参考了下面的视频整理出的流程与步骤:
vivado视频教程:
第一讲:https://www.bilibili.com/video/BV1XU4y1M7nw?p=7&vd_source=da31a9aa66fbe4d6b904e621d9943c75
第二讲:https://www.bilibili.com/video/BV1XU4y1M7nw?p=8&spm_id_from=pageDriver&vd_source=da31a9aa66fbe4d6b904e621d9943c75
第三讲:https://www.bilibili.com/video/BV1XU4y1M7nw?p=9&vd_source=da31a9aa66fbe4d6b904e621d9943c75

1.创建工程

vivado界面介绍:

第①步:创建文件夹:

注意:文件夹的名字中不能含有中文。

第②步:创建工程:

选项1:创建工程
选项2:打开一个已经存在的工程
选择项目保存的地址,和项目保存的名称。
点击next
若未提前写好代码就取消此项勾选
如果提前写好代码,检查选项(一般默认为下面的选项)
选择器件:
视频教程中的SOC型号是:XC7Z020-CLG400-1
而我用的zedboard的SOC型号:XC7Z020-CLG484-1

方法①直接输入:

可以直接在search里面输入型号。

方法②按系列查找:

按照系列查找

等待一会儿
实际的开发顺序也是从上到下。
官方语言模板的使用方法:
①-⑥: 其中⑥就是例化源语的模板。可以直接拷贝出来。

更改soc的方法

若需要更改soc器件的型号:
按照如下方式重新选择

2.设计输入

如果有写好的代码可以直接添加已经存在的文件,如果没有可以创建新的文件。
以下为创建新的文件
核对无误后点击finish
开始编写自定义的程序:
自定义程序:

module project_1(
    input sys_clk,    //系统时钟
    input sys_rst_n,  //系统复位,低电平有效
    output[1:0] led //LED灯
    );
reg   [25:0]   cnt;
    //对计数器的值进行判断,输入LED的状态
assign led = (cnt < 26'd2500_0000) ? 2'b01 : 2'b10 ;
//assign led =(cnt<26 d5)?2'b01:2'b10://仅用于访真
//计数器在0~5000_000之间进行计数
always @ (posedge sys_clk or negedge sys_rst_n) begin
    if(!sys_rst_n)
        cnt <= 26'd0;
        else if(cnt< 26'd5000_0000)
        //eise if(ent<26'd10)//仅用于仿真
            cnt <= cnt + 1'b1;
        else
        cnt<= 26'd0;
end    
endmodule  

3.RTL分析设计

打开设计
左侧工具栏==>RTL ANALYSIS ==> ==Open Elaborated Design
稍等一会儿
生成了下图右侧的原理图:

4.做IO引脚的约束:

方法①

将右上角的选择框调整到 IO-Planning管脚约束。
IO-Planning管脚约束界面如下:
package pin 的管脚约束需要查看电路板的管脚的原理图,然后进行选择。
分配时钟引脚:
在PDF文件中搜索GCLK,找到PL的GLK
经过一段时间的查找,此晶振的具体数据为:https://blog.csdn.net/kobesdu/article/details/47132991
原视频的引脚为U18,但是在zedboard的开发板上面的的引脚设置为Y9
注意:引脚与电源的电压
分配复位引脚:
在PDF中搜索reset,发现并未搜索到PL的reset,但是可以利用SW0做功能的替换。
原视频的引脚为N16,此处采用得 引脚为F22
注意:引脚与电源的电压
分配LED引脚:
注意LED的电压,进行电压更改。
将所有的引脚都分配完之后进行保存(快捷键 ctrl+s)
保存的文件夹命名和项目命名一致,此次命名为project_1
生成的
.XDC
文件(展示)

set_property PACKAGE_PIN Y9 [get_ports sys_clk]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports sys_clk]
set_property PACKAGE_PIN F22 [get_ports sys_rst_n]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports sys_rst_n]
set_property PACKAGE_PIN H17 [get_ports {led[1]}]
set_property PACKAGE_PIN H18 [get_ports {led[0]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {led[1]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {led[0]}]  

方法②

注意,自动生成的管脚约束信息是两行,而此处写的是集合到了一行,两种写法都可以。

5、分析综合、设计实现、生成比特流

方法①逐步进行

方法② 直接生成比特流

选择cpu核数。
编译完成后按如下顺序操作
之后准备好硬件电路

6. 开发板硬件电路模式设置

开发板环境:vivado2019.2
开发板:Zedboard 芯片型号:xc7z020clg484-1
从上面这个图可以看出,开发板有三种模式JTAG,QSPI,SD卡,
从图可以看出三种模式基本取决于MIO4和MIO5这两个管脚的设置

开发板跳线帽原理图

JTAG启动模式:

QSPI启动模式

SD卡启动模式

准备好电源线,下载器,先打开电源开关:
此时需要先将连接器连接好,将开发板上电,否则此处无法进行连接。
然后进行下面的操作。

7. 配置芯片、程序烧写

①将vivado与板zedboard开发板连接。

②写入比特流

直接点击program

③观察写入的结果

zedboard的配置的灯会亮,两个灯会交替闪烁
注意:开发板断电后上电,程序就没了。
vivado视频教程:
第一讲:https://www.bilibili.com/video/BV1XU4y1M7nw?p=7&vd_source=da31a9aa66fbe4d6b904e621d9943c75
第二讲:https://www.bilibili.com/video/BV1XU4y1M7nw?p=8&spm_id_from=pageDriver&vd_source=da31a9aa66fbe4d6b904e621d9943c75
第三讲:https://www.bilibili.com/video/BV1XU4y1M7nw?p=9&vd_source=da31a9aa66fbe4d6b904e621d9943c75

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