FPGA自学笔记(正点原子ZYNQ7020)：1.Vivado软件安装与点灯

一、Vivado软件安装

下载链接：通过网盘分享的文件：Vivado

链接: https://pan.baidu.com/s/1-uZ594FYP3U0n5c1zWawLw?pwd=4jex 提取码: 4jex

--来自百度网盘超级会员v6的分享

下载完之后，右键点xsetup.exe以管理员方式运行

全同意：

选择第三个

安装完后，点"Copy license"，选择.lic文件

二、点灯

先查看最小系统板的原理图，可以看到LED1的那一头接的网络名称是B35_IO0

然后在文档中搜索B35_IO0，可以看到这个网格名对应的是G14，那么对应的引脚约束文件中就要写G14

那么新建一个项目，除了下面型号选择:xc7z010clg400-1

其余部分一路点确定，不熟悉可以看看官方文档，整体的文件路径如下：

led_twinkle.v代码如下：

bash 复制代码

module led_twinkle(
    input   sys_clk,      // 系统时钟
    input   sys_rst_n,    // 复位信号，低电平有效
    
    output  led           // 单 LED 输出，连接到 G14 引脚
);

reg [25:0] cnt;

// LED 闪烁逻辑：当 cnt < 2500_0000 时，led = 1（点亮）；否则 led = 0（熄灭）
assign led = (cnt < 26'd2500_0000) ? 1'b1 : 1'b0;

// 计数器逻辑：基于 50MHz 时钟，计数到 5000_0000（1秒），然后复位
always @(posedge sys_clk or negedge sys_rst_n) begin
    if (!sys_rst_n)
        cnt <= 26'd0;
    else if (cnt < 26'd5000_0000)
        cnt <= cnt + 1'b1;
    else
        cnt <= 26'd0;
end

endmodule

led_twinkle.xdc代码如下：

bash 复制代码

#时钟周期约束
create_clock -name clk -period 20 [get_ports sys_clk ]
#IO 管脚约束
set_property -dict {PACKAGE_PIN U18 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports sys_clk]
set_property -dict {PACKAGE_PIN J15 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports sys_rst_n]
set_property -dict {PACKAGE_PIN G14 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports led]

然后vivado左侧框有很多绿色运行的按钮，点击的先后顺序和运行意义如下：

Run Synthesis
- 作用：将你的Verilog 代码 （led_twinkle.v）转换为硬件网表 （netlist），并应用约束文件（led_twinkle.xdc）中的时钟和引脚约束。
- 操作：在 Vivado 的 Flow Navigator 中，点击 Run Synthesis。
- 检查：
  - 确保 led_twinkle.v 和 led_twinkle.xdc 已正确添加到项目中，且 led_twinkle.xdc 被设置为目标约束文件。
  - 综合完成后，检查 Messages 或 Reports 窗口，确认没有错误（errors）。如果有警告（warnings），如之前的 [Constraints 18-5210]，需参考历史对话中的解决方法（例如，检查约束文件是否正确加载）。
  - 综合成功后，会生成一个合成检查点文件（例如 led_twinkle.dcp）。
Run Implementation
- 作用：将综合生成的硬件网表 映射到目标器件（xc7z010clg400-1）的物理资源上，进行布局（placement）和布线（routing），并优化设计以满足时序要求。
- 操作：在 Flow Navigator 中，点击 Run Implementation。
- 前置条件 ：必须先成功完成 Run Synthesis。
- 检查：
  - 实现完成后，检查 Messages 或 Log 窗口，确认没有错误。如果有错误（例如时序违例或引脚分配问题），需检查 led_twinkle.xdc 文件中的引脚分配是否与开发板匹配。
  - 打开 Timing Summary 报告，确认时序约束是否满足（即没有负的时序裕量，negative slack）。
  - 实现成功后，会生成布局布线后的设计检查点。
Generate Bitstream
- 作用：将实现后的设计转换为比特流文件 （.bit），该文件可下载到 ZYNQ7020 开发板的 FPGA 上以控制硬件（例如 LED 闪烁）。
- 操作：在 Flow Navigator 中，点击 Generate Bitstream。
- 前置条件 ：必须先成功完成 Run Implementation。
- 检查：
  - 比特流生成完成后，检查 Messages 窗口，确认没有错误。
  - 成功后，Vivado 会在项目目录的 runs 文件夹中生成比特流文件（例如 led_twinkle.bit）。
  - 如果生成失败，查看详细错误日志，可能的原因包括引脚分配错误、时序未满足或约束文件问题。
下载到硬件（可选，运行程序到开发板）
- 作用：将生成的比特流文件下载到 ZYNQ7020 开发板，运行 LED 闪烁程序。
- 操作：
  1. 连接 ZYNQ7020 开发板到电脑，确保开发板电源已打开。
  2. 在 Flow Navigator 中，点击 Open Hardware Manager。
  3. 点击 Open Target -> Auto Connect，连接到你的开发板。
  4. 选择 Program Device ，选择你的设备（xc7z010clg400-1），然后加载生成的 .bit 文件。
  5. 点击 Program 将比特流下载到开发板。

然后观察现象可以看到红色的灯在每隔1s闪烁：