本实验为Spartan 3E入门套件FPGA开发板系列教程的第一部分，详细介绍硬件搭建和基本编程环境配置。
### Spartan 3E Starter Kit FPGA开发板实验一：Verilog-HDL与Xilinx ISE 8.1i工具集入门
#### 实验目的
本实验旨在通过实践操作介绍使用Verilog-HDL进行逻辑设计的基本方法，并熟悉Xilinx ISE 8.1i工具集。在本次实验中不会涉及新的逻辑设计概念，主要目的是让学生熟悉整个学期将会使用的工具，包括：
1. **Xilinx ISE 8.1i Project Navigator**：用于项目管理和设计流程控制。
2. **Xilinx Spartan-3E Starter Kit**：基于Spartan-3E系列FPGA的开发平台。
实验目标是确保学生能够熟练掌握这些工具的使用，为后续更复杂的实验打下坚实的基础。
#### 实验背景
本次实验参考了Xilinx官网上的大量文档资料，包括较旧版本的ISE Quick Start Tutorial以及最新的Spartan-3E Starter Kit用户指南。Xilinx提供的这些资料对实验的成功至关重要，在此表示感谢。
#### Project Navigator概述
Project Navigator是Xilinx ISE 8.1i的一个核心组件，它被分为四个子区域。
1. **Sources窗口**（位于左上方）：以层次结构形式显示项目中包含的元素，根据当前所选的设计阶段进行分类展示。
2. **Processes窗口**（位于Sources窗口下方）：显示当前所选源文件可用的过程或操作。
3. **Console窗口**（位于底部）：用于显示状态消息、错误和警告等信息。
4. **项目文件查看和编辑窗口**（位于右上方）：可以在此处查看和编辑项目文件。
每个窗口都可以调整大小或移动位置，并且可以通过选择“视图”>“恢复默认布局”来恢复默认的窗口布局。
在Sources窗口顶部有一个选项框，可以用来指定当前的设计阶段——综合实现、行为仿真或后布线仿真。这使得Project Navigator能够根据所选阶段自动显示相应的工具和选项。
#### 使用Project Navigator创建新项目
1. **启动Xilinx ISE 8.1i**：首先打开Xilinx ISE 8.1i软件。
2. **新建项目**：在Project Navigator中选择“文件”>“新建”>“项目”，并按照提示填写项目名称、位置等信息。
3. **添加硬件平台**：选择“项目”>“设置”>“硬件”，然后在弹出的对话框中添加Spartan-3E Starter Kit。
4. **添加Verilog源代码**：选择“文件”>“新建”>“源代码”，选择Verilog HDL作为文件类型，并编写简单的逻辑设计代码。
#### Verilog HDL基础
Verilog HDL是一种硬件描述语言，广泛应用于数字逻辑电路的设计中。为了完成本实验，需要了解以下基本概念：
- **模块定义**：使用`module`关键字定义一个Verilog模块。
- **输入输出端口**：定义模块的输入输出端口，例如：
```verilog
module my_module(input [3:0] a, output reg [3:0] b);
```
- **赋值语句**：使用连续赋值语句`assign`或过程赋值语句`always`来进行信号赋值。
```verilog
assign b = a;
```
- **条件语句**：使用`if-else`或`case`语句实现分支逻辑。
#### 实验步骤
1. **创建新项目**：按照上述步骤创建一个新的ISE项目。
2. **添加Verilog源文件**：在项目中添加一个Verilog源文件，并编写一个简单的电路设计。
3. **综合与布局布线**：使用ISE的综合工具将Verilog代码转换为硬件网表，并进行布局布线。
4. **行为仿真**：利用ISE的行为仿真功能验证设计的正确性。
5. **下载配置**：将设计下载到Spartan-3E Starter Kit上，并进行硬件测试。
#### 结论
通过本次实验，学生不仅掌握了使用Xilinx ISE 8.1i工具集的基本操作，还熟悉了Verilog HDL的基础语法。这对于后续更复杂的设计任务是非常重要的基础。
#### 注意事项
- 在实验过程中，请仔细阅读每一步的操作指南，确保理解和掌握每一个细节。
- 完成实验后，必须向指导教师演示最终设计在硬件上的正确运行情况，才能获得实验学分。
- 请注意，本次实验不需提交报告。
5星
