Vivado 安装和使用

1. vivado 安装

首先下载 vivado webpack installer，目前最新版本为 2019.1，可以去 Xilinx 的官网进行下载。

​ 开始安装，可以选择 VIvado HL Webpack 版本点击 next 继续安装。

接下来的一步可以使用默认选项继续安装，但是这样占用的存储空间比较大。也可以使用如用所示的最小安装方式。

接下来就是比较漫长的安装过程了。

2. Vivado 使用

本使用指南将指导读者在 Xilinx Vivado 环境下，使用 Verilog HDL 语言设计一个简单的数字电路样例。一个典型的设计流程包括创建 model，创建用户约束文件，创建 Vivado 项目，导入已创建的 model，编译约束文件，选择性调试运行时的行为仿真，综合你的 design，实现 design，生成 bitstream 文件，最后将 bitstream 文件下载到硬件中，并确认硬件能否正确的实现功能。读者即将学习的设计流程将基于 Artix-7 芯片的 Basys3 基板和 Nexys4 DDR 基板。一个典型的设计流程如下图所示，画圈数字的顺序将和本指南中的指导步骤的顺序一致。

2-1. 目标：

在完成了本指南的所有内容后，你应该具备以下能力：

1. 创建一个采用 HDL 模型的 Vivado 项目，并针对位于 Basys3 和 Nexys4 DDR 板上的特定 FPGA 器件进行开发

   使用提供的已部分完成的 Xilinx Design Constraint (XDC)文件来约束某些引脚的位置

   使用 Vivado 的 Tcl 脚本功能来增加额外的约束

   使用 XSim 仿真器来仿真你的设计

   综合并实现你的设计

   生成 bitstream 文件

   使用已生成的 bitstream 文件配置 FPGA 设备并确认功能

2-2. 流程

若要实现以上的目标，就请你按照下面的步骤完整做一遍。以下是 2015.1 版本的教程，但是和 2019.1 的步骤是差不多的。

2-2-1. 使用 IDE 创建 Vivado 项目

启 动 Vivado 并 创 建 一 个 针 对 xc7a35tcpg236-1 (Basys3) 或 者 xc7a100tcsg324-1 (Nexys4 DDR)设备的项目，并使用 Verilog HDL 语言。使用在 sources / tutorial 目 录 中 提供的 tutorial.v 和 Nexys4DDR_Master.xdc or Basys3_Master.xdc 文件。

1. 打开 Vivado。Start > All Programs > Xilinx Design Tools > Vivado 2015.1 > Vivado2015.1。

   单击“Create New Project”以启动向导。你将看到“Create A New Vivado Project”对话框。点击 Next。

   单击 New Project 窗体的 Project location 字段的 Browse 按钮，浏览到 c：\ xup \digital，然后单击 Select。

   在 Project name 中输入 tutorial。确保选中“Create Project Subdirectory”框，点击 Next。

1. 在 Project Type 表单中选择 RTL Project，点击 Next。

2. 在 Add Sources 表单中选择 Verilog 作为 Target language 和 Simulator language。

3. 单击 Green Plus 按钮，然后单击 Add Files…按钮，浏览到 c：\ xup \ digital \ sources\ tutorial 目录，选择 tutorial.v，单击 Open，并确认已选中 Copy sources into project，然后单击 Next。

4. 因为我们没有在此设计中使用任何预先固定的 IP，故单击 Add Existing IP form 表单中的 Next

5. 在 Add Constraints 表单中，单击 Green Plus 按钮，然后单击 Add Files …按钮，浏览到 c：\ xup \ digital \ sources \ tutorial 目录，选择 Basys3_Master.xdc（对应 Basys3）或 Nexys4DDR_Master.xdc（对应 Nexys4 DDR），单击 Open，然后单击 Next。XDC 约束文件将 FPGA 上的物理 IO 位置分配给主板上的开关和 LED。这些信息可以通过电路板的原理图或电路板的用户指南获得。

6. 在 Default Part 表单中，使用 Parts 选项和 Fliter 部分的各种下拉字段，选择 xc7a35tcpg236-1 part（对于 Basy3）或 xc7a100tcsg324-1 part（对于 Nexys4DDR）。点击 Next。

单击 Finish 以创建 Vivado 项目。使用 Windows 资源管理器并查看 c：\ xup \ digital \ tutorial 目录。你将看到 tutorial.srcs 和其他目录以及 tutorial.xpr（Vivado）项目文件已创建。在 tutorial.srcs 目录下创建了两个子目录 constrs_1 和 sources_1;在它们的下方，分别放置了复制的 Nexys4DDR_Master.xdc 或 Basys3_Master.xdc（约束）和 tutorial.v（源）文件。

2-2-2. 打开 tutorial.v 文件并分析内容

在 Sources 窗格中，双击 tutorial.v 条目以在文本模式下打开文件。

1. 请注意，在 Verilog 代码中，第一行定义了仿真器的 timescale 指令。第 2-5 行是描述模块名称和模块用途的注释行

2. 第 7 行定义了开头（用关键字 module 标记），第 19 行定义了模块的结尾（用关键字 endmodule 标记）。

3. 第 8-9 行定义输入和输出端口而第 12-17 行定义实际功能。

2-2-3. 打开 Basys3_Master.xdc 或 Nexys4DDR_Master.xdc 源，分析内容并编辑文件

在 Sources 窗 格 中 ， 展 开 Constraints 文 件 夹 ， 然 后 双 击 Basys3_Master.xdc（Basys3）或 Nexys4DDR_Master.xdc（Nexys4 DDR）条目以在文本模式下打开文件。

通过删除＃符号或突出显示 SW [7：0]并按 CRTL /来取消注释 SW [7：0]。取消注释 LED [7：0]，引脚名称需要进行更改，以匹配 tutorial.v 文件中的引脚名称。将 sw 更改为 swt，将 LED 更改为 led。

1. 将 sw []名称更改为 swt []，将 LED []更改为 led []，因为模型中的端口名称是 swt 和 led。

2. 关闭并保存文件。

2-2-4. 对源文件执行 RTL 分析

1. 展开 Flow Navigator 窗格的 RTL Analysis 任务下的 Open Elaborated Design 条目，然后单击 Schematic。

   单击 OK 以运行分析。将详细说明模型（设计）并显示设计的逻辑视图。

请注意，某些开关输入会通过逻辑门后再被输出到 LED，而其余部分将和文件中的模型一样直接输出到 LED。