ISE_软件基本使用流程（win10 的bug&工程&约束&仿真&烧写&mcs固化）

背景

关于ISE 14.7 是支持所有系列的XILINX器件的，之前一直想入手ISE，作为三大工具之一，也是必须要掌握的。一直耽搁耽搁，归根结底，其实还是自己的学习渴望不够强烈，如果学习渴望足够强烈，时间总会挤出来的，所以，这一点上，我感到深深的自责和愧疚之感。后悔也没啥用了，那也只能现在抓紧抓紧再抓紧吧。。。。（来自处女座的苦恼）

1、前言

由于vivado的诞生，ISE停留在了ISE 14.7，但是ISE 14.7是支持spartan 6的。
基本的流程如下：

可以看到这个流程，和我们之前用Alteral的，也是一样的。

2、流程

1、新建工程

选择器件，内嵌的综合工具默认是XST，仿真器选择modelsim-SE的verilog仿真

2、编写代码

然后，我们就可以添加文件了，编写verilog代码了。

这里补充一点，自动补全快捷键按 ctrl +enter

此处定义一个1秒钟变化一次的led小灯

`timescale 1ns / 1ps
//
// Company: 
// Engineer: 
// 
// Create Date:    12:30:05 05/12/2019 
// Design Name: 
// Module Name:    ISE_led_top 
// Project Name: 
// Target Devices: 
// Tool versions: 
// Description: 
//
// Dependencies: 
//
// Revision: 
// Revision 0.01 - File Created
// Additional Comments: 
//
//
module ISE_LED(
input sysclk,
input rst,
output led
    );

reg [28:0] time_cnt;
reg led_reg;

always @ (posedge sysclk or negedge rst)
	begin
		if(!rst)
		time_cnt<=0;
		else if (time_cnt=='d50000000)
		time_cnt<=0;
		else
		time_cnt<=time_cnt+1'b1;
	end

always @ (posedge sysclk or negedge rst)
	begin
		if(!rst)
		led_reg<=0;
		else if(time_cnt=='d50000000)
		led_reg<=~led_reg;
		else
		led_reg<=led_reg;
	end
assign led=led_reg;
endmodule


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点击XST可以进行综合分析，从而判断代码是否出错。
有错是正常的，没有一个人敢保证不用编译器检查，第一遍写代码就完全正确。

XST编译成功后的界面。

3、时序约束

在上图中，我们用Creat Timing Contraints来创建时序约束。
另外在ISE中，时序约束文件，被称之为UCF。其实就是user contraints file的简称。
一般来说，对于一些简单的工程，我们仅仅需要约束时钟就可以了。

这里，我要说明一下，ISE对代码的检测还是比较严格的，如果我输出端口没有被赋值，都会报错，只要有错误，那么时序约束界面就可能不会给出clock domains这个选项。


在图中，第一栏TIMESPEC（Timing Specificaition,时钟说明）名称为TS_sysclk,表示创建一个时钟约束标识符“TS_sysclk”;第二栏“Clock net name”(时钟管脚名）自动设为“sysclk”，第三栏指定“TIME”（时钟周期）为20ns，“initial clockedge”(最初的时钟沿)为上升沿，“rising duty cycle”(上升沿的占空比为50%)，设置完后，点击[ok]即可。
这里要说明下，其实TS_sysclk就是和timequest一样，只是一个名字而已，实际上，重要的是关联的目标sysclk。

4、分配管脚

1、手动分配管脚

如果打不开报错的话，而且已经解决过了wein10的兼容性问题，那么可以清楚工程文件

此时我们可以看到ucf文件中，已经增加了对管脚的约束。

2、使用ucf文件分配管脚

可以导出来管脚信息

5、配置工程

在工程中，我们需要将没有使用的管脚配置为浮空状态。在编译流程窗口下找到【generate programming file】并右键点击【process properities…】
我们将没有使用的管脚配置为浮空状态。

6、下载程序

注意，如果你的管脚分配不恰当，就会导致实现implement不通过

点击generate programming file就可以对整个工程进行全编译。

连接下载器

双击boundary scan

点击initial chain,这个时候，软件会自动识别。

此时，又会弹出一个窗口问我们是否要添加一个额外的PROMs，由于我们进行在线下载的，所以我们不需要。也就是说，我们并没有采取固化操作。

点击OK即可

然后在弹出来的窗口中点击yes，选择生成后的bit文件。


在初始化完毕后，点击操作中的program即可下载程序

此时小灯就能开始闪烁啦

3、win10与ISE的bug解决方案

https://blog.csdn.net/feq123/article/details/80900389

4、固化程序

前面的2，已经把基本流程讲解完毕，现在再做一些补充，关于如何固化程序，这一点，从这么一个背景说起，最近两天想叫外协写的程序发过来，我们自己烧写，别人当然不会给源代码，于是给了我们一个叫什么m啥的文件，当然别人也不会给bit文件，bit文件貌似不能固化。
由于我们下载的bit文件，所以开发板掉电会丢失
如果我们想要不丢失，我们就必须利用jtag接口下载MCS文件到FLASH中，就可以实现程序掉电不丢失。

我们可以在上图的位置点击，也可以在iMACT中点击。

创建PROM文件

选择要转换的bit文件后，然后选择no，代表只添加一个bit文件。

点击generate，生成mcs文件

生成mcs文件后，返回下载页面，双击蓝色虚线框的SPI，选择mcs文件

先把flash给擦除，然后再烧写程序进进去。
然后双击program即可。

总之一句话，就是要先将bit文件转换成mcs文件，然后通过flash的SPI配置烧写到flash中即可。

5、ISE搭配Modelsim软件的使用

1、关联modelsim路径

在ISE中调用Modelsim，就像alteral一样，只要我们设置好了路径，我们就可以直接调用modelsim，至于如何脱离了ISE平台，采用do文件仿真，在后面有时间，我会专门写一篇针对这三大工具平台，独立的进行仿真。

2、添加TB文件

表示待仿真的文件是ISE_LED,与之关联的文件是ISE_LED.

此时，我们可以看到TB文件已经有了不少例化被测试的模块了。
现在，我们要做的就是写激励就行了。

`timescale 1ns / 1ns


// Company: 
// Engineer:
//
// Create Date:   20:02:51 05/12/2019
// Design Name:   ISE_LED
// Module Name:   D:/ISE_FPGA_Project/liruifeng_tem/ISE_learning/ISE_LED/ISE_LED/ISE_LED_tb.v
// Project Name:  ISE_LED
// Target Device:  
// Tool versions:  
// Description: 
//
// Verilog Test Fixture created by ISE for module: ISE_LED
//
// Dependencies:
// 
// Revision:
// Revision 0.01 - File Created
// Additional Comments:
// 


module ISE_LED_tb;

	// Inputs
	reg sysclk;
	reg rst;

	// Outputs
	wire led;

	// Instantiate the Unit Under Test (UUT)
	ISE_LED uut (
		.sysclk(sysclk), 
		.rst(rst), 
		.led(led)
	);

	initial begin
		// Initialize Inputs
		sysclk = 0;
		rst = 0;

		// Wait 100 ns for global reset to finish
		#100 rst=1;
		forever 
		begin
		#20 sysclk=~sysclk;
		end
		 
		// Add stimulus here

	end
      
endmodule


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3、编译仿真库实现功能仿真

编写完了仿真文件，接着，我们需要编译仿真库。



就可以启动modelsim了，这里指的注意的是：我们修改了verilog程序代码和仿真文件代码（前提是不修改端口信号），我们不需要重新编译工程，我们只要关闭modelsim仿真软件，再一次点击开始仿真即可。如果我么你修改了端口的输入和输出，那么这里最好重新全编译一次，并且我们需要重新生成仿真模板文件进行修改。至此，我们就完成了功能仿真。
以25M时钟源，可以看到每隔2S钟，输出变化一次，符合预期标准。

补充：其实，我试了下，直接点击仿真行为仿真即可

上图是把始终晶振更改为50M后，直接点击行为仿真。

4、门级仿真

至于门级仿真就是布线后的仿真,综合后，进行ISE的实现操作（implement），包括转换、映射、布局布线。在这三个过程中每一个过程都会生成一个仿真模型，由于翻译和映射不会产生延时，因此常用布局布线后产生的仿真模型进行时序仿真。

在实现过后，点击【Generate Post Place&Route Simulation Model】开始建立时序布局布线后的仿真模型。

如上图所示，选择布线后模型

6、ISE无法编译XILINX库文件的解决办法

今天，我在学习vivado的时候，也需要配置modelsim的路径，于是我打开ISE，本来想查看一下。结果发现之前都好好的，编译XILINX库，居然报错，通不过了。明明路径都已经给出了，但是却编译不通过错误。
其实我们只需要在执行文件后面加一个\即可，这个和quartus的modelsim有时候也出现这种情况是一样的。

6、使用ISE自带的内嵌仿真器ISim

这里，我为什么要单独说一下ISim的使用流程，就是因为ISim，这个东西和VIVADO自带的仿真器也非常相似，不知道是不是因为一个公司开发的，那批人就在源代码上面改了改的原因。至于quartus的自带仿真器件的仿真，非常的low，一半我们都不用。所以关于quartus的自带仿真就不介绍了。

如上图所示，将仿真工具选为ISim
可以仿真时间



下面，我们用后仿真试试看。

这里，我就不给出仿真波形了，因为我试了，1s仿真时间太长了。

至此，ISE基本使用流程讲解完毕