介绍一种基于FPGA的精密离心机光栅信号细分系统。说明了光栅信号的产生过程和基本处理方法，提出了一种综合EDA技术与光栅莫尔条纹电子学细分技术的设计方案。通过VerilogHDL实现该系统的主要设计，并利用ISE软件进行了仿真试验。试验表明,该系统具有捕捉速度快、跟踪精度高、相位误差小、成本低廉等特点。
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ISE 信号细分系统 光栅信号 FPGA
时钟上升沿和下降沿之间的时序约束
周期约束可以自动计算两个沿的的约束——包括调整非50%占空比的时钟。
例：一个CLK时钟周期约束为10ns，能够应用5ns的约束到两个寄存器之间。
不需要特定路径应用到这个例子中。
相关时钟域的约束
为一个时钟进行周期约束——以这个周期约束确定相关的时钟。
执行工具将根据它们的关系来决定如何处理跨时钟域。
DCM有多个输出：
—&md
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ISE 时序约束
回顾全局OFFSET约束
在时钟行中使用Pad-to-Setup和Clock-to-Pad列为所有出于该时钟域的I/O路径指定OFFSETs。
为大多数I/O路径进行约束的最简单方法——然而，这将会导致一个过约束的设计。
指定管脚的OFFSET约束
使用Pad-to-Setup和Clock-to-Pad列为每个I/O路径指定OFFSETs。
这种约束方法适用于只有少数管脚需要不同的时序约束。
更常用的方法是：
1. 为Pads生成Gro
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ISE 时序约束
特定路径时序约束
使用全局时序约束(PERIOD,OFFSET,PAD-TO-PDA)将约束整个设计
仅仅使用全局约束通常会导致过约束
——约束过紧
——编译时间延长并且可能阻止实现时序目标
——通过综合工具或者映射后时序报告重新审视性能评估
特定路径约束能够覆盖全局时序约束在特定路径上的约束
——这就允许设计者放宽特定路径的时序要求
更多关于特定路径约束
关键字：
ISE 时序约束
问题思考
在这个电路中哪些路径是由OFFSET IN 和 OFFSET OUT来约束的?
问题解答：
——OFFSET IN：PADA to FLOP and PADB to RAM
——OFFSET OUT：LATCH to OUT1, LATCH to OUT2, and RAM to OUT1
问题思考
下面给出的系统框图里，你将给出什么样的约束值以使系统能够跑到100MHz?
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ISE 时序约束
问题思考
哪些路径是由CLK1进行周期约束?
哪些路径是由pad-to-pad进行约束?
OFFSET约束
OFFSET约束覆盖以下路径：
——从input pads到同步单元(OFFSET IN)
——从同步单元到output pads(OFFSET OUT)
OFFSET约束特性
OFFSET约束自动计算时钟分布延时
1. 提供最准确的时序信
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ISE 时序约束
问题思考
单一的全局约束可以覆盖多延时路径
如果箭头是待约束路径，那么什么是路径终点呢?
所有的寄存器是否有一些共同点呢?
问题解答
什么是路径终点呢?
——FLOP1,FLOP2,FLOP3,FLOP4,FLOP5。
所有的寄存器是否有一些共同点呢?
——它们共享一个时钟信号，约束这个网络的时序可以同时覆盖约束这些相关寄存器间的延时路径。
周期约束
周期约束覆盖由参
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ISE 寄存器
从Xilinx公司推出FPGA二十多年来，研发工作大大提高了FPGA的速度和面积效率，缩小了FPGA与ASIC之间的差距，使FPGA成为实现数字电路的优选平台。今天，功耗日益成为FPGA供应商及其客户关注的问题。
降低FPGA功耗是降低封装和散热成本、提高器件可靠性以及打开移动电子设备等新兴市场之门的关键。
Xilinx在提供低功耗FPGA解决方案方面较有经验。本文说明如何应用计算机辅助设计(CAD)技术，如Xilinx ISE(集成软件环境)9.2i版本软件使功能有效降低。
CMO
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FPGA ISE
6.9 典型实例12：增量式设计(Incremental Design)演示
6.9.1 实例的内容及目标
1.实例的主要内容
6.7节对增量式设计这一方法的基本概念和流程做了全面的介绍。本节将以一个具体的实例帮助读者熟悉增量式设计的操作流程。
本实例的源代码参见随书光盘Example6.9。此程序为PC机通过串口向SRAM写入数据，再由FPGA从SRAM中读取数据通过串口将其送到PC机。
本实例的重点在于设计过程中是如何应用增量式设计的，而不是如何实现程序本身的功能。
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FPGA ISE
6.8 典型实例11：ChipScope功能演示
6.8.1 实例的内容及目标
1.实例的主要内容
本节通过一个简单的计数器，使用ChipScope的两种实现流程，基于Xilinx开发板完成设计至验证的完整过程。本实例的工作环境如下。
· 设计软件：ISE 7.1i。
· 综合工具：ISE自带的XST。
· 仿真软件：ModelSim SE 5.8C。
· 在线调试：ChipScope Pro 8.2i。
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FPGA ISE
6.7 片上逻辑分析仪(ChipScope Pro)使用技巧
在FPGA的调试阶段，传统的方法在设计FPGA的PCB板时，保留一定数量的FPGA管脚作为测试管脚。在调试的时候将要测试的信号引到测试管脚，用逻辑分析仪观察内部信号。
这种方法存在很多弊端：一是逻辑分析仪价格高昂，每个公司拥有的数量有限，在研发期间往往供不应求，影响进度;二是PCB布线后测试脚的数量就确定了，不能灵活地增加，当测试脚不够用时会影响测试，测试管脚太多又影响PCB布局布线。
ChipScope Pro是ISE下
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6.6 增量式设计(Incremental Design)技巧
本节将对ISE下增量式设计做一个全面的介绍。FPGA作为一种现场可编程逻辑器件，其现场可重编程特性能够提高调试速度。每次硬件工程师可以很方便地改变设计，重新进行综合、实现、布局布线，并对整个设计重新编程。
然而当设计算法比较复杂时，每一次综合、实现、布局布线需要花很长的时间。即使仅仅改变设计中的一点，也会使综合编译的时间成倍增加。而且更为麻烦的是如果整个工程的运行频率很高，对时序的要求也很严格，这样重新布线往往会造成整个时序错
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6.5 编译与仿真设计工程
编写代码完成之后，一个很重要的工作就是验证代码功能的正确性，这就需要对代码进行编译与仿真。编译主要是为了检查代码是否存在语法错误，仿真主要为了验证代码实现的功能是否正确。
编译和仿真设计工程在整个设计中占有很重要的地位。因为代码功能不正确或代码的编写风格不好对后期的设计会有很大的影响，所以需要花很多时间在设计工程的仿真上。
在这一节中将通过一个具体的实例来介绍如何对编译工程代码以及如何使用ISE自带的仿真工具ISE Simulator进行仿真。
1.
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FPGA ISE
6.4 创建设计工程
本节将重点讲述如何在ISE下创建一个新的工程。要完成一个设计，第一步要做的就是新建一个工程。具体创建一个工程有以下几个步骤。
(1)打开Project Navigator，启动ISE集成环境。
ISE的启动请参见6.2节。
(2)选择“File”/“New Project”菜单项，启动新建工程对话框。
会弹出如图6.9的对话框。
如图6.9所示，新建工程时需要设置工程名称和新建工程的路径，还要设置
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FPGA ISE
6.3 ISE软件的设计流程
Xilinx公司的ISE软件是一套用以开发Xilinx公司的FPGA&CPLD的集成开发软件，它提供给用户一个从设计输入到综合、布线、仿真、下载的全套解决方案，并很方便地同其他EDA工具接口。
其中，原理图输入用的是第三方软件ECS;状态图输入用的是StateCAD;HDL综合可以使用Xilinx公司开发的XST、Synopsys公司开发的FPGA Express和Synplicity公司的Synplify/Synplify Pro等;测试激励可以是图
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