01 开发流程（上）

AI summary

本文介绍了Vivado 2018.3的安装流程，包括注册Xilinx账户、下载安装包、安装步骤以及如何将二进制文件加载到实验板上。课程将教授如何使用硬件描述语言（如SystemVerilog和Chisel）实现专用硬件功能和调试硬件。

数字逻辑与部件设计实验部分-01.开发流程（上）

We will start with installing the software.

数字逻辑与部件设计实验部分-01.开发流程（上）安装Vivado 2018.3 Step0：安装环境 Step1：注册Xilinx账户 Step2：下载安装包 Step3：安装流程体验上板 Step 1：把实验板连接到电脑上 Step 2：打开Hardware Manager Step 3：烧写bit文件附录数逻实验课学什么？SystemVerilog语法与应用 Chisel语法与应用

安装Vivado 2018.3

以下为 Vivado 2018.3安装教程。

Step0：安装环境

Vivado支持Windows和Linux操作系统。如果你是Mac用户，需要在虚拟机上安装并使用Vivado。

Vivado需要20GB左右的硬盘空间。

Step1：注册Xilinx账户

Xilinx是Vivado软件的开发商。安装Vivado需要Xilinx账户，这是注册链接

然后在个人信息里用英文填写所有必填项，维护个人信息。

Step2：下载安装包

Vivado的安装包有在线安装和完整安装两种，使用这两种安装包的安装步骤也有不同。

助教推荐使用 在线安装版本。

助教提供了在线安装包的钉盘下载链接，有效期至 2020-10-12：

Windows版Vivado：Windows版在线安装包，提取码： KCP2

Linux版Vivado：Linux版在线安装包，提取码： xDsd

Step3：安装流程

以下为 Windows在线安装版本的安装流程演示。完整安装包、Linux系统安装流程类似。

打开安装包后，可能会跳出来有新版本的提示，我们不安装新版本，点Next。

接下来填写用户名和密码，再点Next。

接下来要点三个I Agree，然后点Next，如图：

接下来选择要安装的edition，我们选择 Vivado HL Webpack，然后点 Next，如图：

接下来选择安装内容。选择的内容如图所示，然后点 Next：

接下来选择安装路径，然后点 Next（注：点这个 Next后，下个界面先别点 install按钮），如图：

进入Installation Summary界面：

下载内容大小3.74GB(Windows)、4.31GB(Linux) ，但通过这个安装包下载这些内容可能很慢，于是助教把需要下载的东西打包成 zip压缩包 放到钉盘上了，链接如下：

Windows版：Windows版下载内容提取码： Wgwc。

Linux版：Linux版下载内容提取码: 12pF。

把压缩包里的文件解压到 你输入的安装路径/Downloads里，解压后的文件夹层次应当是这样的：

随后回到安装程序，点击 Install，程序会很快结束下载步骤，进行安装：

慢慢等进度条走完即可。

在Linux系统上安装Vivado的，需要在terminal里执行以下指令：

其中 <VivadoInstallDir>为 Vivado安装路径，后缀为 Vivado/版本号，和上文Installation Summary图中 Installation Location一致。

体验上板

今后的课程中，我们会写一些硬件代码。Vivado帮我们把这些硬件代码转换成二进制文件，我们把二进制文件装载进实验板，就能观察我们写的代码在实验板上的行为了。

我们先不写代码，只需要将助教事先准备好的二进制文件装载进实验板即可。

Step 1：把实验板连接到电脑上

用盒子里的数据线把实验板连到电脑上，打开开关。

按下实验板上的 CPU_RESETN按钮，数码管上会有动画，这是实验板自带的。

Step 2：打开Hardware Manager

打开 Vivado软件，点击 Open Hardware Manager，然后点击 Open Target， Auto Connect。

如果 Hardware界面没有实验板信息，请检查如下几点：

实验板是否已开机

数据线两端接口是否松动

Step 3：烧写bit文件

点击 Program Device，将elearning上的 display.bit文件加载进实验板。

这个 .bit文件是助教模仿实验板自带的演示工程实现的，右边八个开关可以调速度：开关全部拨下的速度和实验板自带的演示工程相近，拨上则加速。

附录

数逻实验课学什么？

树莓派开发板已配备了CPU和操作系统。树莓派的开发，是用高级语言（如 Python）写软件代码交给板上CPU和OS来控制板上外设。

通过本课程的学习，大家将掌握：

如何实现专用硬件完成所需要的功能、完成对外设的控制

如何用硬件描述语言实现所需要的硬件

如何用软件来调试硬件

对通用硬件有基本的认识

实验课发布包的主要内容为：

SystemVerilog语法与应用

SystemVerilog是一种硬件描述语言。它的一部分语法和C语言类似，所以比较容易上手。

SystemVerilog以很少的语法为基础——掌握了这些语法，就可以实现所有硬件了。这部分语法是必修的。

在讲某些数字部件时，还会引入一些SystemVerilog的进阶语法，目的是让代码更简洁、清晰。

可能还会有一些拓展，比如：

Chisel语法与应用

Chisel， Constructing Hardware In a Scala Embedded Language，是嵌入在高级语言 Scala的一种硬件描述语言。相比 SystemVerilog，Chisel支持面向对象、类型推断等特性，不仅可以大大减少硬件的代码量，代码的可读性、可移植性也大大提高。开发者不仅可以用Chisel设计电路，更可以设计电路生成器，让AI也可以进行硬件设计。

实验的拓展部分还在筹划当中，欢迎向助教们提出改进建议！

数字逻辑与部件设计 实验部分-01.开发流程（上）