米联客 ZYNQ/SOC精品教程 S01-CH04 VIVADO创建工程之流水灯

软件版本：VIVADO2017.4

操作系统：WIN10 64bit

硬件平台：适用米联客 ZYNQ系列开发板

米联客(MSXBO)论坛：www.osrc.cn答疑解惑专栏开通，欢迎大家给我提问！！

4.1 概述

本章课程以大家熟悉的流水灯为例子，详细讲解了VIVADO软件的使用，包括创建FPGA工程，编写Verilog代码，添加管脚约束，最后编译，下载bit文件到开发板测试。对于初学XILINX FPGA的读者请注意，bit文件断电后就丢失了。如果实现上电能够启动程序，需要把BIT文件打包成bin或者MCS文件才可以。如果打包,固化到FLASH，在后面的章节中我们再说。

4.2 硬件原理图

此图对应的是MZXA和MZ7XB开发板，其他开发板应阅读配套的硬件手册或者原理图查看pin脚。

4.3 新建VIVADO工程

Step1:启动VIVADO，单击Create Project

Step2:单击NEXT

Step3:创建名为Miz_sys的工程到对应的文件目录，文件路径自定义，不能有中文或非法字符，之后单击NEXT

Step4:选择RTL Project并且勾选复选框，之后单击NEXT

Step5:选择芯片的型号和封装速度等级：

MZ7XA-7010、MZ7XA-mini7010如下图所示设置：

MZ7XA-7020、MZ7XB如下图所示设置：

Step:6 单击Finish完成工程创建。

4.4 添加工程文件

Step1:打开VIVADO软件

Step2:单击 Add Sources

Step3:选择单击Add or Create Design Sources 然后单击NEXT

Step4:单击Create File 来创建文件

Step5:创建一个run_led的文件，并且文件类型选择Verilog

Step6:添加完成后如下图所示之后单击finish完成文件的创建

Step7:继续弹出的对话空中，可以设置一些端口，但是我们现在什么都不做。单击OK

Step8:创建完成后可以看到Design Sources文件夹中有了run_led.v这个文件，这个文件就是我们可以编写verilog程序的文件。

4.5 Verilog FPGA流水灯实验

Step1:双击Led.v打开流水程序源码。

`timescale 1ns / 1ps

// Company:

// Engineer:

// Create Date: 2018/04/30 21:36:36

// Design Name:

// Module Name: run_led

// Project Name:

// Target Devices:

// Tool Versions:

// Description:

// Dependencies:

// Revision:

// Revision 0.01 - File Created

// Additional Comments:

module run_led(

);

endmodule

可以看出这是一个空的工程，我们现在要添加代码同时也要添加工程信息。

Step2:编写程序并且添加工程信息

`timescale 1ns / 1ps

// Company:

// Engineer:

// Create Date: 2018/04/30 21:36:36

// Design Name:

// Module Name: run_led

// Project Name:

// Target Devices: XC7Z020-CLG400-2

// Tool Versions: Vivadio2017.4

// Description: water led

// Revision: V1.1

// Dependencies:

// Revision:

// Revision 0.01 - File Created

// Additional Comments:

//1) _i PIN input

//2) _o PIN output

//3) _n PIN active low

//4) _dg debug signal

//5) _r reg delay

//6) _s state machine

module run_led(

input CLK_i,

input RSTn_i,

output reg [3:0]LED_o

);

reg [31:0]C0;

always @(posedge CLK_i)

if(!RSTn_i)

begin

LED_o <= 4'b1;

C0 <= 32'h0;

end

else

begin

if(C0 == 32'd50_000_000)

begin

C0 <= 32'h0;

if(LED_o == 4'b1000)

LED_o <= 4'b1;

else LED_o <= LED_o << 1;

end

else

begin

C0 <= C0 + 1'b1;

LED_o <= LED_o;

end

endmodule

这样我们就编写好了代码下面还要添加管脚约束文件。

4.6 添加管脚约束文件

管脚约束文件，即.xdc文件，一般情况，生成后会放在Miz_sys.srcs\constrs_1文件夹中，这里的“Miz_sys”对应的是创建工程的名称。添加管脚约束有三种方法，分别是手动新建XDC PIN脚约束文件、直接加入已经写好的约束文件、综合后添加管脚约束，用户根据实际情况选择其中一种方法，可以提高工作效率。

4.6.1 方法一手动新建XDC PIN脚约束文件

Step1:单击（和添加.v文件一样）

Step2:选择Add or create constraints 然后单击NEXT

Step3:点击Create File，创建一个新的.xdc文件。

Step4:打开提供例程，复制约束文件中的管脚约束,下图是打开配套的例子的工程截图。

下图是你创建的工程，新建的XDC文件，把上图配套例子的PIN脚约束，粘贴到新建工程中的xdc文件。

Step5:保存，XDC文件生成完成。

4.6.2 方法二综合后，添加管脚约束

Step1:综合工程。

Step2:打开 Open Synthesized Design。

Step3:管脚配置。

点击I/O Ports，在Find Results 中进行管脚配置（图a）。Package Pin对应FPGA中的管脚，I/O Std对应电平标准（图b）。例如要配置RSTn_i信号连接到T19管脚，电平标准是LVCMOS33，在Package Pin中选择管脚P1，I/O Std选择LVCMOS33。其他管脚也做相应配置（图c）。

图a

图b

图c

Step4:保存，给XDC文件命名，生成.XDC文件，并保存到Miz_sys\Miz_sys.srcs\constrs_1。Constrs_1文件夹是自己创建的

Step5.XDC文件生成结束

4.6.3 方法三直接加入已经写好的约束文件

Step1:单击（和添加.v文件一样）

Step2:选择Add or create constraints 然后单击NEXT

Step3:单击Add Files

Step5:将要添加的.xdc文件添加进来，然后点击OK。

注意：提供例程的.xdc文件放在.srcsàconstrs_1文件夹中。

Step6:点击Finish完成约束文件的添加

4.7 优化管脚约束文件

对于ZYNQ FPGA为了减少bit文件大小，提高加载速度，在管脚约束文件中添加如下代码：

#bit compress

set_property BITSTREAM.GENERAL.COMPRESS TRUE [current_design]

set_property CFGBVS VCCO [current_design]

set_property CONFIG_VOLTAGE 3.3 [current_design]

4.8 编译并且产生bit文件

Step1:单击综合

Step2:单击执行

Step3:单击产生bit

4.9 下载程序

Step1:给开发板通电，并且连接下载器

Step2:单击OpenTarget 然后单击Auto Connect

Step3:连接成功后如下图所示：

MZ7XA-7010、MZ7XA-mini7010如下图所示：

MZ7XA-7020、MZ7XB如下图所示：

Step4:单击Program Device

Step5:单击Program Device（也可以从顶部单击Program device），然后选择 XC7Z010_1或XC7Z020。

或者

MZ7XA-7010、MZ7XA-mini7010：

MZ7XA-7020、MZ7XB:

Step6:弹出的对话框中有我们要下载的Bit文件

Step7:下载过程

4.10 实验结果

下载过程下载完成后LED流水灯就运行起来了。