FPGA Notes

Situation: 在对FPGA设计进行最初步的系统规划的时候，需要进行模块划分，模块接口定义等工作。通常，我们只能在纸上进行设计。虽然在纸上我们可以很随意地书写，而用纸画的不方便就在于，如果对某一个模块进行较大改动，那么常常因为留出的空余纸张不够，而导致拿一张新的白纸重新画一遍。

Question: 我们能不能使用软件进行系统规划呢？

Solution: 答案是可以的。下面以ISE 7.1为例作说明：

1) 画一个空模块，仅定义端口 - 新建Schematic，选择Tools -> Symbol Wizard，里面可以定义Symbol名和端口属性。完成后生成sym格式的Symbol。


2) 将Symbol添加到原理图 - 在Schematic的Symbol页面，选择Categories为工程文件夹，在Symbols列表中就可以看到刚刚新建的Symbol。将它添加到原理图中。

3) 重复1-2步骤，建立所有Symbol，并连接端口。

4) 如需修改Symbol，可以直接在sym文件中修改 - 可以按右键-> Add -> Pin等等添加，也可以Copy已存在的Pin，然后改变PinName。但是在ISE7.1中改变Copy过来的PinName会连带将原始PinName也改变。解决方法是用TextEditor比如UltraEditor打开这个sym文件，在里面修改。sym文件格式很易懂。改变Symbol端口后需要Update Schematic。在点到Schematic后会自动弹出Update对话框。

5) 生成原理图对应的HDL文件 - 点击"Sources in Project"列表中的sch文件，在"Process"窗口选择"View HDL Functional Model"。这样会自动生成Schematic对应的HDL文件，其中例化了上面的各个模块。要改变HDL文件类型，可以改变Project属性中的"Generated Simulation Language"属性。

6) 生成Symbol对应的HDL文件 - 在打开一个sym文件时，选择Tools -> Generate HDL Template from Symbol。此时可以选择生成VHDL还是Verilog的文件。

7) 对每个模块的内容进行编写。

Summary: 虽然我个人偏好使用HDL进行设计，但是在设计初期使用这种Schematic方法进行自顶向下的设计真的十分方便。首先它增强了设计的可维护性和可读性，使修改和传播都更为方便；其次由于它可以自动生成HDL代码，这样对下一步的设计也起到了简化操作的作用。

Advice:在使用过程中碰到的几个问题希望以后Xilinx能解决
1) 在编辑Symbol时改变复制后的PinName会同时改变原始PinName
2) Symbol Wizard只能添加Pin，不能添加Bus [update1]
3) 只能在Pereference里改颜色，而不能改变某一特定连线的颜色，以起到区分控制线/数据通路的作用

update1:
Symbol Wizard可以添加bus，只要给Pin命名A(4:0)就可以