Basys2介绍
图1 Basys2图片
为想要学习FPGA和数字电路设计的用户提供一个理想的电路设计平台。
Basys2为想要学习FPGA和数字电路设计的用户提供一个理想的电路设计平台。
Basys2开发板是一个电路设计实现平台，任何人都可以通过它来搭建一个真正的数字电路。Basys2是围绕着一个Xilinx Spartan-3E FPGA芯片和一个Atmel AT90USB USB控制器搭建的，它提供了完整、随时可以使用的硬件平台，并且它适合于从基本逻辑器件到复杂控制器件的各种主机电路。Basys2板上集成了大量的 I/O设备和FPGA所需的支持电路，让您能够构建无数的设计而不需要其他器件。
一、主要规格/特殊功能
产品规格：
Basys2为想要学习FPGA和数字电路设计的用户提供一个理想的电路设计平台。该主板将Xilinx Spartan-3E FPGA的高性能与正向功率电源及输入输出电路相结合，配合AT90USB2的USB控制器，Basys2板提供完整的硬件存取电路,可以完成从基本逻辑到复杂控制器的设计。
四个标准扩展连接器配合用户设计的电路板，或Pmods（Digilent设计的A / D和D / A转换，电机驱动器，传感器输入等）其他功能。扩展信号的6针接口均采用ESD保护，附带的USB电缆，提供电源和编程接口，因此不需要额外配置电源或其他编程电缆, 使之成为了入门或复杂数字电路系统设计的完美低成本平台。
关键特性：
● 10万门(或25万门)赛灵思Spartan3E-FPGA,可根据需要选配
● FPGA特性18位乘法器， 72K高速双端口块存储器RAM
● USB2.0接口完成FPGA供电、配置和数据传输 ● XCF02平台闪存ROM，用于存储FPGA配置比特流文件
● 用户调频率振荡器（25，50，100兆赫），附加一路外接振荡器接口
● 三个内置稳压器（1.2V，2.5V和3.3V），允许使用3.5V，5.5V的外部供电
FPGA入门教程
FPGA入门教程
1．数字电路设计入门
2．FPGA简介
3．FPGA开发流程
4．RTL设计
5．QuartusⅡ设计实例
6.ModelSim和Testbench
1.数字电路设计入门
1.1数字电路设计
数字电路设计的核心是逻辑设计。通常，数字电路的逻辑值只有‘1’和‘0’，表征的是模拟
电压或电流的离散值，一般‘1’代表高电平，‘0’代表低电平。
高低电平的含义可以理解为，存在一个判决电平，当信号的电压值高于判决电平时，我
们就认为该信号表征高电平，即为‘1’。反之亦然。
当前的数字电路中存在许多种电平标准，比较常见的有TTL、CMOS、LVTTL、LVCMOS、
ECL、PECL、LVDS、HSTL、SSTL等。这些电平的详细指标请见《补充教程1：电平标准》。
数字电路设计大致可分为组合逻辑电路和时序逻辑电路。
一般的数字设计的教材中对组合逻辑电路和时序逻辑电路的定义分别为：组合逻辑电
路的输出仅与当前的输入有关，而时序逻辑电路的输出不但与输入有关，还和系统上一个
状态有关。
但是在设计中，我们一般以时钟的存在与否来区分该电路的性质。由时钟沿驱动工作
的电路为时序逻辑电路。大家注意，这两种电路并不是独立存在的，他们相互交错存在于整
个电路系统的设计中。
1.1.1组合逻辑电路
组合逻辑电路由任意数目的逻辑门电路组成，一般包括与门、或门、非门、
异或门、与非门、或非门等。一般的组合逻辑电路如下图：
其中A,B,C,D,E,F为输入，G为输出。
1.1.2时序逻辑电路
时序逻辑电路由时钟的上升沿或下降沿驱动工作，其实真正被时钟沿驱动的是电路中的
触发器（Register），也称为寄存器。触发器的工作原理和参数如下图：
Register的原理和参数
D
Clk
Q
D
Q
Clk
t
c-q
t
hold
T
t
su
tsu:建立时间，在时钟有效沿到来之前触发器数据输入应保持稳定的时间，如果建立时
FPGA设计基础第3章FPGA设计入门
FPGA（现场可编程门阵列）是一种可改变内部逻辑功能的集成电路。通过在芯片上编程，FPGA可以实现各种不同的功能。在本章中，我们将介绍FPGA设计的基础知识，包括FPGA的工作原理、FPGA设计流程以及一些常用的FPGA设计工具。
首先，我们来了解一下FPGA的工作原理。FPGA由一系列可编程的逻辑门和存储单元组成。这些逻辑门可以被编程为实现各种不同的逻辑功能，而存储单元可以被编程为存储数据。通过在FPGA上编程，我们可以定义逻辑功能和数据的处理方式，从而实现各种不同的电路设计。
接下来，我们将介绍FPGA设计的基本流程。FPGA设计通常包括以下几个步骤：
1.设计规范：在开始设计之前，我们需要明确设计的目标和要求。这包括确定所需的逻辑功能、输入输出接口以及其他相关的系统要求。
2. 设计输入：在开始设计之前，我们需要编写设计的输入文件。这些文件描述了设计的逻辑功能、数据处理方式以及其他相关的设计参数。常用的设计输入文件包括VHDL（VHSIC Hardware Description Language）和Verilog。
3.综合：综合是将设计输入文件转换为可实现的逻辑电路的过程。综合工具将设计输入文件转换为逻辑门级的电路描述。在综合之前，我们需要选择合适的综合工具，并进行一些必要的设置。
4.布局布线：布局布线是将逻辑电路映射到FPGA芯片上的过程。布局布线工具会根据FPGA的物理结构和设计的要求，自动将逻辑电路映射到FPGA芯片的不同位置，并进行网线的布线。 综合工具是将设计输入文件转换为逻辑电路的软件工具。常用的综合工具包括Xilinx的ISE和Vivado，以及Altera的Quartus。
布局布线工具是将逻辑电路映射到FPGA芯片上的软件工具。常用的布局布线工具包括Xilinx的PAR和Altera的Fitter。
FPGA开发入门教程
FPGA（Field-Programmable Gate Array）是一种可重新配置的集成电路，能够根据用户需求实现不同的功能。作为硬件开发的重要技术之一，FPGA具有灵活性高、性能强、功耗低等优点，因此受到了广泛的关注和应用。本文将介绍FPGA开发的入门教程，帮助初学者快速上手FPGA开发。
第一步：了解FPGA
第二步：选择开发工具和开发板
FPGA开发需要选择合适的开发工具和开发板。常用的FPGA开发工具有Xilinx的Vivado和Altera的Quartus等。这些工具提供了图形化界面以及一些示例代码，方便用户进行开发和调试。开发板是用户在FPGA开发中搭建硬件平台的重要部分，通过开发板可以将FPGA芯片与其他外设相连接，进行实际的验证和测试。选择开发工具和开发板时要考虑到自己的需求和预算。
第三步：学习HDL编程语言
HDL（Hardware Description Language）是用于描述数字电路的编程语言，FPGA开发中常用的HDL有Verilog和VHDL。要掌握FPGA开发，我们必须学习和熟悉HDL编程语言。HDL语言可以描述数字电路的结构、功能和时序等信息，通过HDL编写的代码可以被FPGA开发工具转化成对应的硬件电路。学习HDL编程语言需要掌握其语法规则和基本概念，理解时序逻辑和组合逻辑的原理，并通过练习和实践进行巩固。
第四步：学习FPGA开发流程
第五步：完成第一个FPGA项目 通过以上几个步骤的学习和实践，我们已经具备了进行FPGA开发的基本能力。接下来我们可以尝试完成一个简单的FPGA项目，例如实现一个LED闪烁的功能。我们可以使用HDL语言编写一个简单的计数器，将计数值输出到FPGA开发板上的LED灯，通过改变计数值的频率实现LED的闪烁。完成这个项目可以加深对FPGA开发流程的理解，并为后续更复杂的项目奠定基础。
总结
FPGA开发入门需要掌握FPGA的基本概念和工作原理，选择合适的开发工具和开发板，学习HDL编程语言，了解FPGA开发流程，并通过实践完成一个简单的FPGA项目。通过不断学习和实践，我们可以逐步掌握FPGA开发的技能，并应用到实际的项目中。
