FPGA与数字系统设计：实验五——四位多功能移位寄存器的实现.doc

简介：
本文档为《FPGA与数字系统设计》课程的实验指导材料，具体介绍并实践了如何使用FPGA构建一个四位多功能移位寄存器。通过该实验，学生可以掌握数字电路的基本原理和FPGA开发技术。 在数字系统设计领域里，移位寄存器是一种重要的时序电路，它不仅具备存储代码的功能，还能执行数据的移动操作。这种元件可以用于保存数据、实现串行到并行或并行到串行的数据转换以及进行数值运算。 本实验将使用ISE系列软件来构建四位多功能移位寄存器，并且了解VHDL中的IF语句用法。我们将利用Spartan 3E开发板作为实践工具。 具体的步骤如下： 1. 创建ISE工程：启动ISE9.1，选择File→New Project，设置项目名称为yiwei，保存路径设为E:work；顶层模块类型选为HDL，并点击Next按钮进行下一步操作。 2. 新建VHDL设计文件：在ISE界面中选择Project→New Source创建新源代码文件。将源程序的种类设定为VHDL Module并命名为yiwei，随后单击“下一步”继续。 3. 运用XST完成综合与仿真过程：点击processes目录下的synthesize-XST进行综合操作，在信息窗口确认Process Synthesize completed successfully即代表成功完成。 4. 设计实现阶段：创建用户约束文件，并定义输入输出端口与引脚的连接。具体设置如图19所示，完成后保存并关闭窗口。 5. 生成配置下载文件：点击processes中的implement design开始执行设计实现步骤（包括转换、映射和布局布线），接着选择Generate Program File以创建位流文件。 通过该实验，可以掌握ISE系列软件的设计流程及基本工具的使用方法；同时也能深入了解四位多功能移位寄存器的设计原理以及VHDL语言的应用技巧。在数字系统设计中，移位寄存器的重要性不言而喻，它能够执行数据存储与移动任务。此外,VHDL编程语言也被广泛用于此领域内实现电路设计和仿真工作。 通过这次实验操作,我们不仅能加深对移位寄存器结构的理解及其实际应用技巧的掌握，还能熟练运用ISE系列软件的各项功能并灵活使用VHDL代码进行数字系统的设计开发。