基于Xilinx軟件的FPGA系統設計方法介紹

Solution:在對FPGA設計進行最初步的系統規劃的時候，需要進行模塊劃分，模塊接口定義等工作。通常，我們只能在紙上進行設計。雖然在紙上我們可以很隨意地書寫，而用紙畫的不方便就在于，如果對某一個模塊進行較大改動，那么常常因為留出的空余紙張不夠，而導致拿一張新的白紙重新畫一遍。

Question: 我們能不能使用軟件進行系統規劃呢？

Solution:答案是可以的。下面以ISE 7.1為例作說明：

1) 畫一個空模塊，僅定義端口 - 新建Schematic，選擇Tools -> Symbol Wizard，里面可以定義Symbol名和端口屬性。完成后生成sym格式的Symbol。

2) 將Symbol添加到原理圖 - 在Schematic的Symbol頁面，選擇Categories為工程文件夾，在Symbols列表中就可以看到剛剛新建的Symbol。將它添加到原理圖中。

3) 重復1-2步驟，建立所有Symbol，并連接端口。

4) 如需修改Symbol，可以直接在sym文件中修改 - 可以按右鍵-> Add -> Pin等等添加，也可以Copy已存在的Pin，然后改變PinName。但是在ISE7.1中改變Copy過來的PinName會連帶將原始PinName也改變。解決方法是用TextEditor比如UltraEditor打開這個sym文件，在里面修改。sym文件格式很易懂。改變Symbol端口后需要Update Schematic。在點到Schematic后會自動彈出Update對話框。

5) 生成原理圖對應的HDL文件 - 點擊Sources in Project列表中的sch文件，在Process窗口選擇View HDL Functional Model。這樣會自動生成Schematic對應的HDL文件，其中例化了上面的各個模塊。要改變HDL文件類型，可以改變Project屬性中的Generated Simulation Language屬性。

6) 生成Symbol對應的HDL文件 - 在打開一個sym文件時，選擇Tools -> Generate HDL Template from Symbol。此時可以選擇生成VHDL還是Verilog的文件。

7) 對每個模塊的內容進行編寫。

Summary: 雖然我個人偏好使用HDL進行設計，但是在設計初期使用這種Schematic方法進行自頂向下的設計真的十分方便。首先它增強了設計的可維護性和可讀性，使修改和傳播都更為方便；其次由于它可以自動生成HDL代碼，這樣對下一步的設計也起到了簡化操作的作用。

Advice:在使用過程中碰到的幾個問題希望以后Xilinx能解決
1) 在編輯Symbol時改變復制后的PinName會同時改變原始PinName
2) Symbol Wizard可以添加bus，只要給Pin命名A(4:0)就可以
3) 只能在Pereference里改顏色，而不能改變某一特定連線的顏色，以起到區分控制線/數據通路的作用