硬件描述語言和FPGA的具體關(guān)系

作者：ALINX

適用于板卡型號：
AXU2CGA/AXU2CGB/AXU3EG/AXU4EV-E/AXU4EV-P/AXU5EV-E/AXU5EV-P /AXU9EG/AXU15EG

實驗Vivado工程為“key_test”。

按鍵是FPGA設計當中最常用也是最簡單的外設，本章通過按鍵檢測實驗，檢測開發(fā)板的按鍵功能是否正常，并了解硬件描述語言和FPGA的具體關(guān)系，學習Vivado RTL ANALYSIS的使用。

1.按鍵硬件電路

開發(fā)板按鍵部分電路

從圖中可以看到，電路的按鍵松開時是高電平，按下時是低電平。

開發(fā)板LED部分電路

而LED部分，高電平滅，低電平亮

2. 程序設計
這個程序沒有設計的很復雜，通過簡單的硬件描述語言看透硬件描述語言和FPGA硬件的聯(lián)系。首先我們將按鍵輸入經(jīng)過一個非門后再經(jīng)過2組D觸發(fā)器。經(jīng)過D觸發(fā)器的信號，會在D觸發(fā)器時鐘輸入的上升沿鎖存然后再送到輸出。

在進行硬件描述語言編碼之前，我們已經(jīng)把硬件構(gòu)建完成，這是一個正常的開發(fā)流程。有了硬件設計思路無論是通過畫圖還是通過Verilog HDL、VHDL都能完成設計，根據(jù)設計的復雜程序和對某種語言的熟悉程序來選擇工具。

3. 創(chuàng)建Vivado工程
3.1 首先建立按鍵的測試工程，添加verilog測試代碼，完成編譯分配管腳等流程。

`timescale1ns/1ps
module key_test
(
input clk,//system clock 25Mhz on board
input[3:0] key,//input four key signal,when the keydown,the value is 0
output[3:0] led //LED display ,when the siganl low,LED lighten
);

reg[3:0] led_r;//define the first stage register , generate four D Flip-flop
reg[3:0] led_r1;//define the second stage register ,generate four D Flip-flop
always@(posedge clk)
begin
led_r <= key;//first stage latched data
end

always@(posedge clk)
begin
led_r1 <= led_r;//second stage latched data
end

assign led = led_r1;

endmodule<

3.2 我們可以使用RTL ANALYSIS工具查看設計

3.3 分析RTL圖，可以看出兩級D觸發(fā)器，和預期設計一致。

4. 板上驗證
Bit文件下載到開發(fā)板以后，開發(fā)板上的"PL LED"處于亮狀態(tài)，按鍵“PL KEY1”按下“PL LED1”滅。

審核編輯：何安