creado por: lorena zambrano torres juan josé salamanca con la colaboración de: prof. marta pérez
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Creado por:
Lorena Zambrano Torres
Juan José Salamanca
Con la colaboración de:
Prof. Marta Pérez
Estructura del módulo
Módulo de FPGA
FPGA, SPARTAN 3
XC3S200
Memoria Flash para
almacenamiento del programa
Jumper de configuración del FPGA y la PROM
Conector VGA
Conector Serial (RS 232)
MAX 232, Corrector de
NivelPuerto
secundario RS232 Conector
PS2
4 Display 7 Segmentos
8 Switchs
8 Leds
4 Pulsadores
Base para un Cristal Oscilador
Auxiliar
Jumpers de Configuración
Pulsador de reconfiguración, o
carga el programa de la FLASH al FPGA
Led que indica que el FPGA esta
configurado
Conector de Expansión
Conector de Expansión
Conector de Expansión Cable de
conexión con la PC Cable de
conexión con la PC
Cable de Alimentación
Led de encendido
Memorias SRAM
Cristal Oscilador de
50Mhz
Reguladores de Voltaje
Módulo de FPGA
Bits compartidos de los Displays
Display 7 Segmentos
Bit de selección de Display
Para encender un Display primero se colocan los datos compartidos (que
configura los 7 segmentos) y luego se coloca el bit del display seleccionado
Tabla de Pines
Las tablas indican cual es el PIN del FPGA que esta
conectado a un LED, SWITCH o PULSADOR
Esta información también se encuentra escrita en el BOARD.
Ejemplo
Sumador CompletoS=(A B) Ci
Cout=(A B)·Ci + A·B
Ejemplo
Al abrir el ISE seleccionar FILE / New
Project…
Con esto se genera un Nuevo Proyecto
Project Wizard
Colocar el Nombre del
Proyecto Directorio del Proyecto. Siempre
seleccionar C:\Temp\ en la universidad
El mayor nivel de programación que tendrá el proyecto. Puede ser HDL o
ESQUEMATICO. Este último será el utilizado
en el curso.
Project WizardDebe seleccionarse esta
configuración para el módulo que se tiene y
luego pulsar Next>
Project WizardCrear Nuevas
Fuentes, se deja en blanco y se pulsa
Next>
Project WizardAgregar Fuentes
Existentes, se deja en blanco y se presiona
Next>
Project Wizard
Se abrirá el Resumen de la configuración. Pulsar Finish
Ventana Principal Aparece luego esta ventana que
contiene los Archivos del
Proyecto
Vista del Proyecto
Procesos
Crear el Esquemático
Hacer doble click en Crear nueva
Fuente
Seleccionar el Tipo de Fuente Esquemático
Colocar el Nombre de la fuente
Presionar NEXT hasta que aparezca
el SUMARIO
Crear el Esquemático
Aparece un nuevo Esquemático Es un archivo dentro del
proyecto
Sumario del nuevo archivo
Esquemático
Hacer Doble CLICK sobre el Archivo
Aparece el Esquemático en
blanco
Librería de Componentes
Mover la flecha de esta barra hasta poder
seleccionar Símbolos
Saldrá la Librería de Símbolos
Librería de Componentes
En el Nombre del Archivo colocar XOR2. Esto buscará
un XOR de 2 entradas, el número final indica el número de entradas
Se presiona sobre el símbolo encontrado y se arrastra hacia la plantilla
en blanco
Saldrá un símbolo de XOR y para
ubicarlo se hace Click
Sumador Completo
Se pulsa ZOOM IN para ver mejor el esquemático.
Se busca otro XOR de 2 entradas
Sumador Completo
Para conectar una entrada con una salida, primero se
selecciona la herramienta de conexión ó se presiona
CTRL+W
Se presiona en uno de los extremos que se
desea conectar y luego en el otro lugar.
Sumador Completo
Para conectar una entrada es necesario SIEMPRE colocar un BUFFER de entrada, estos se
llaman IBUF.
Sumador Completo
Para conectar una salida es necesario SIEMPRE colocar un
BUFFER de salida, estos se llaman OBUF.
Sumador Completo
Se procede a conectar los BUFFERS y los XOR de la manera como se ilustra.
Para indicarle los pines de entrada es necesario buscar los
I/O MARKER y presionar sobre los pines que serán entradas (las
entradas de los IBUF) y sobre los pines que serán salidas (las
salidas de los OBUF)
Sumador Completo
Los MARKER saldrán al darle CLICK en una entrada o Salida, sus nombres por defecto son
XLXN_#. El MARKER sabe automáticamente que se trata de
una Entrada o de una Salida
Sumador Completo
De igual manera se procede a hacer lo mismo con las 3 entradas y la
salida
Sumador Completo
Haciendo Doble CLICK sobre el MARKER es posible cambiarle el nombre. Se
colocará A, B y Ci
Sumador Completo
A la salida se le coloca el nombre de S
Sumador Completo
Se buscan AND2 y se colocan 2 de ellos
Sumador Completo
Se buscan OR2 y se coloca uno solo
Sumador Completo
Se conectan de manera de obtener el CarryOut del sumador, como se decribe
en la ecuación
Sumador Completo
Se cambia la vista a SOURCES para ver nuevamente los archivos de proyecto
Configuración de PINES
Agregar una nueva
Fuente
El tipo de fuente es Implementation Constraints File, esto nos permitirá configurar los pines. Colocar el
nombre deseado y seleccionar el directorio
Configuración de PINESEl archivo de los pines está asociado en
este caso al archivo esquemático que creamos anteriormente. Cada configuración de pines debe estar asociado a un archivo
Esquemático o VHDL
Configuración de PINES
Aparecerá luego el resumen del archivo. Seleccionar Finish
Configuración de PINES
El nuevo archivo forma parte de Esquemático
Configuración de PINES
Dentro de los procesos del archivo PINES.UCF se puede ver que hay la opción de Asignar los Pines (Assign Package Pins) al desplegar el menú User Constraints. Se
presiona doble click en esa opción.
Configuración de PINES
Aparecerán las Entradas y Salidas encontradas en el programa (Markers
Colocados)
Se cambia la vista a Package View
Configuración de PINESAparece la Matriz de los pines de Salida y entrada
Configuración de PINES
Se coloca en LOC el PIN del FPGA que
corresponde a los SWITCHES 0, 1 y 2 y las salidas, los LEDs 0 y 7
Los pines seleccionados se colorean en AZUL y el que se esta alterando se
coloca con rayas.
Configuración de PINES
Se cierra esta ventana y al salir hay que guardar los cambios de la configuración
Simulación
Simulación
Cambiar el Sources For de Synthesis / Implementation a Behavioral Simulation
Simulación
Se selecciona Create a New Source y luego Test Bench WaveForm, y se coloca
el nombre y la ubicación del archivo
Simulación
El Test Bench WaveForm debe estar asociado a un Esquemático o VHDL. Se selecciona next>
Simulación
Aparecerá el Resumen. Seleccionar Finish si toso está correcto
Simulación
Aparecerá la Pantalla de configuración de la simulación.
Simulación
El circuito a simular es Combinacional por lo que no utiliza reloj. Configurar la ventana como aparece a continuación
Simulación
Aparece la Ventana de configuración de entradas
Simulación
Con un click en los recuadros verdes es posible indicar los flancos de bajada y de subida
de las entradas
Simulación
En los procesos se selecciona Generate Expected Simulation Results
Simulación
Presionar SI para reemplazar los valores de las salidas con los esperados
Simulación
Se observan las entradas y las salidas correspondientes
Programación del módulo
Programación
En los procesos del Archivo Esquemático se encuentra la opción de Genarate Programming File, dentro de ésta, se
encuentra Generate PROM, ACE, or JTAG File. Se presiona doble click en esta última y se espera a que abra
una nueva ventana.
Programación
Se selecciona Prepare a PROM File
Programación
Se procede a configurar el archivo, colocando el Target (Xilinx PROM), el
nombre y el formato del archivo.
Programación
Se escoge la memoria FLASH que tiene el módulo XCF02S
Programación
Se presiona ADD y luego Next>
Programación
Aparece el Resumen de la configuración. Pulsar Finish
Programación
Presionar OK para agregar un nuevo dispositivo.
Programación
Buscar el Archivo *.bit que tendrá el mismo nombre del archivo esquemático.
Programación
Se presiona NO a la opción de agregar otro dispositivo.
Programación
Presionar OK para terminar la carga del archivo *.bit
Programación
Hacer doble click en Generate File, para generar el Archivo que va ir a la PROM
Programación
Debe aparecer el mensaje de que el Archivo fue generado sin problemas
Programación
Hacer doble click en Boundary Scan
Programación
Aparecerá la pantalla para generar la cadena de Archivos de programación.
Programación
Se inicializa la cadena haciendo click sobre ella o con el botón derecho sobre
la pantalla en blanco
Programación
Al inicializar la cadena busca los archivos a grabar en el Módulo. Primero el *.bit relacionado con el esquemático
Programación
Aparecerá un WARNING del Software. Presionar OK para continuar.
Programación
Se seleciona el archivo *.MCS (de la PROM) generado anteriormente
Programación
Con el botón derecho se selecciona la opción de Program
Programación
Presionar APPLY y OK. Asegurarse antes de que esté conectado y
alimentado el FPGA antes de darle OK
Programación
Aparecerá esta ventana que indica que se está realizando el
Proceso de programación
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