FPGA初识：四选一多路选择器实例练习

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我是靠谱客的博主可耐猫咪，最近开发中收集的这篇文章主要介绍FPGA初识：四选一多路选择器实例练习，觉得挺不错的，现在分享给大家，希望可以做个参考。

概述

一、项目创建
1、creat project 在这里插入图片描述 2、确认项目名和项目位置，“√”确认生成子目录

3、生成RTL项目文件，且“√”不添加特殊源文件

4、根据上面的筛选项或直接输入型号，找到对应FPGA开发板

5、确认信息

二、编辑源文件
1、设计源文件
添加源文件（add sources →design sources）
在这里插入图片描述
确认源文件名

添加源文件代码

module mux4_1_des(
input wire [1:0]sel,
input wire  s1,
input wire  s2,
input wire  s3,
input wire  s4,
output wire   led
    );
    assign led=(!sel[0]&!sel[1]&s1)|(sel[0]&!sel[1]&s2)|(!sel[0]&sel[1]&s3)|(sel[0]&sel[1]&s4);
endmodule

2、添加顶层文件（通过顶层文件调用源文件，养成良好编程习惯）
add sources →design sources→creat source file
添加顶层文件代码

module mux4_1_topdes(
input wire [5:0]sw,
output  wire led
    );
    mux4_1_des m(
    .sel(sw[5:4]),
    .s1(sw[0]),
    .s2(sw[1]),
    .s3(sw[2]),
    .s4(sw[3]),
    .led(led)
    );
endmodule

三、行为仿真（提供仿真输入信号）
1、创建仿真文件（add sources→simulation sources）
2、添加仿真文件代码


module mux4_1_sim();

    reg s1,s2,s3,s4;
    reg [1:0]sel;
    wire led;
    
     mux4_1_des test(
    .sel(sel),
    .s1(s1),
    .s2(s2),
    .s3(s3),
    .s4(s4),
    .led(led)
    );
    initial begin
    #0
    s1=0;
    s2=1;
    s3=1;
    s4=1;
    sel=2'b00;//1
    
    #100
    s1=1;
    s2=0;
    s3=1;
    s4=1;
    sel=2'b01;//2
    
    #100
    s1=1;
    s2=1;
    s3=0;
    s4=1;
    sel=2'b10;//3
    
    #100
    s1=1;
    s2=1;
    s3=1;
     s4=0;
    sel=2'b11;//4
    
    #100
    s1=1;
    s2=0;
    s3=0;
    s4=0;
    sel=2'b00;//5
    
    #100
    s1=0;
    s2=1;
    s3=0;
    s4=0;
    sel=2'b01; //6
    
    #100
    s1=0;
    s2=0;
    s3=1;
    s4=0;
   sel=2'b10; //7
    
    #100
    s1=0;
    s2=0;
    s3=0;
    s4=1;
    sel=2'b11;//8
    #100
   $finish;
    end
endmodule

3、把仿真源文件设为top模块
4、运行行为仿真（synthsis→open synthsis→run behavioral simulation），检查仿真结果是否正确
在这里插入图片描述
注意可能会出现如下错误，请修改仿真文件里的变量类型（reg wire）

四、RTL分析
在rtl分析中打开原理图(RTL ANALYSIS→open elaborated design),查看设计是否满足要求

五、综合，编写约束文件
1、综合（run synthsis→open synthsizd design→schematic），
查看原理图，这个原理图跟rtl的原理图不同，这个是与器件相关的，而rtl原理图只是将硬件编程语言用电路图描述出来。
（如果看原理图只能看到device，在左侧菜单栏里寻找schematic点击即可）
在这里插入图片描述
2、约束
创建约束文件（add sources→constraints）

编辑io引脚（layout→I/O planning），进行电平约束和引脚约束

然后crtl+s保存至刚刚创立的约束文件

set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {sw[5]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {sw[4]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {sw[3]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {sw[2]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {sw[1]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {sw[0]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports led]

set_property PACKAGE_PIN F22 [get_ports {sw[5]}]
set_property PACKAGE_PIN G22 [get_ports {sw[4]}]
set_property PACKAGE_PIN H22 [get_ports {sw[3]}]
set_property PACKAGE_PIN F21 [get_ports {sw[2]}]
set_property PACKAGE_PIN H19 [get_ports {sw[1]}]
set_property PACKAGE_PIN H18 [get_ports {sw[0]}]
set_property PACKAGE_PIN U10 [get_ports led]

六、实现及时序仿真
1、实现（run implementation）
在这里插入图片描述
2、时序仿真（run simulation→run post-implemention timing simulation）,时序仿真可以观查延迟，毛刺等，与之前的行为仿真不同。

七、下载比特流文件
1、生成比特流文件（generate bitstream）
在这里插入图片描述
2、打开硬件管理（Open hardware manager）→打开目标（open target）→自动连接（auto connect）→program device（下载到FPGA核心板上）
3、实物测试
（板子目前还没到，暂时没有做测试）