第一章 FPGA开发环境安装

FPGA是什么

FPGA（Field Programmable Gate Array，简称 FPGA），中文名：现场可编程门阵列，一种主要以数字电路为主的集成芯片。

1. 现场：“现场”这个词指的是FPGA 可以在使用时进行编程，而无须将芯片拆下并返回生产厂家完成编程。
2. 门阵列：意思就是 FPGA 是由大量的“逻辑门”组成，最基本的逻辑门如我们熟悉的与门，或门，非门，异或门，但是FPGA 的逻辑门不在是传统的简单逻辑门构成，而是以查找表（LookupTable，LUT）的形式实现。
3. 可编程：就是可以通过软件代码来定义其功能，如CPU就可以通过执行不同的程序来实现不同的功能，但是FPGA的可编程实现与CPU不同，在FGPA内部有大量的逻辑门，这些逻辑门组成了逻辑门阵列，它可以通过软件代码来配置逻辑门之间的连接，从而实现不同的功能（CPU可编程方案属于软件可编程，FPGA的可编程方案属于硬件可编程）。

软件安装注意事项

1. 开始安装软件前，关闭电脑的杀毒软件以及防火墙
2. 开始安装软件前，检查个人电脑账户名称是否是中文或特殊字符，如果含有这两个其中任意的一个，会导致软件安装失败或者安装完成也不能正常工作
3. 建议将电脑断网后再安装，否则可能会自动更新到最新版本
4. 安装软件的路径可以自定义，但是自定义的路径不能出现中文还有特殊字符，否则会导致软件安装失败
5. FPGA 开发工具安装时比较耗时，需要耐心等待，中间不能出现强行终止或者意外中断，否则只能重新进行安装
6. 运行 Vivado 软件安装程序之前，电脑不要连接下载器，否则可能会导致下载器驱动安装不正常

Vivado2020.2 的安装

Vivado简介

Vivado 设计套件是 FPGA 厂商赛灵思（Xilinx）公司于 2012 年发布的全新集成开发环境，以提升生产力、缩短产品上市时间、实现可编程系统集成等为目的而设计的软件，是设计开发赛灵思（Xilinx）FPGA必不可少的软件根据，

Vivado获取

Vivado 设计套件可以从 https://china.xilinx.com/support/download.html 中下载，可以通过Vivado存档找到各个版本的Vivado软件，若官网无法下载也可以通过我的百度网盘下载（网盘链接：https://pan.baidu.com/s/1aL_riMxIPhMPmyoSK3M75w 提取码：2qkw ，百度网盘中包含Vivado和license，如果商用建议在塞灵思官网申请license）。

Vivado安装

1. 解压下载的安装包和Vivado license，必须解压到纯英文路径下，不能有中文和特殊字符
2. 运行安装程序xsetup.exe
   
3. 运行xsetup.exe后，需要等待 1 分钟左右才会进入 Vivado 的安装引导页面，在弹出的窗口中选择continue（不要选get latest，否则会自动下载最新版本来安装），然后点击Next
   

如果采用断网方式安装其安装引导页面如下，在弹出的两个窗口中均选择Ignore，然后点击Next

4. 根据需要选择所支持的器件，，然后点击Next

5. 在接下来的页面中，勾选 3 个“I Agree”，然后点击next

6. 选择安装路径（安装路径不能有中文等特殊字符），然后点击next

7. 在接下来的页面中点击install，开始进行安装

8. 点击install后会进入安装界面，慢慢等待安装结束即可
   
   在安装期间可能会出面如下消息，点击确定即可
   
9. 安装完成后会弹出软件安装完成对话框，点击确定即可
   
   安装完成后桌面会出现如下图标
   
10. 设计打开vivado软件，进入license管理界面
    
11. 进入license管理界面找到load license，将之前解压的Vivado license中的3个license依次加载进去
    
12. 至此整个Vivado安装完成

Modelsim2020.4 的安装

Modelsim简介

Modelsim 是 Mentor 公司设计的业界最优秀的语言仿真工具，它支持 VHDL 与 Verilog 混合仿真，具有编译仿真速度快、编译的代码与平台无关等特性。
Modelsim 有几种常见的版本：SE（System Edition）、PE（Personal Edition）、 OEM（Orignal Equipment Manufactuce，即原始设备制造商），其中 SE 是最高级的版本，而集成在 Altera、Xilinx 以及Lattice 等 FPGA 厂商设计工具中的均是 OEM 版本，我们这里选择使用的是功能最全的 SE 版本。

Modelsim获取

Modelsim2020.4可以通过我的百度网盘下载（网盘链接：链接：https://pan.baidu.com/s/1wBDge745jbWKJq1yOGqAxg 提取码：4yzv ，网盘中有Modelsim包和注册文件，商业使用建议用正版）。

Modelsim安装

1. 解压出安装包和Medelsim注册文件，解压路径不要有中文等特殊字符，双击modelsim-win64-2020.4-se.exe运行安装程序

2. 在欢迎界面点击下一步
   

3. 选择安装路径，安装路径不要有中文等特殊字符，然后点击下一步
   

4. 如果安目录不存在就在下面界面中选择是，若存在则不会弹出这个界面
   

5. 在许可协议界面点击同意开始安装
   

6. 安装过程中可能会弹出一些提示框，一般选择是即可
   
   

7. 安装完成后进入如下界面
   大致内容为：如果你有 License，请选择“否”，选择“是”将会为Modelsim-64 使用的 HW 安全 key 安装一个软件驱动，如果你不确定你电脑上的驱动是否适用于此版本，选择“是”会重启电脑完成整个安装。这里因为有 License，所以选择“否”，当然了如果经过整个的指导操作还是使用不了，不妨卸载了后选择“是”试试，一般选择“否”是没问题的。
   

8. 选择“完成”整个安装
   

9. 安装完成后其桌面图标如下所示
   

10. 此时因为没有安装License，所以会报如下错误
    

11. 将Medelsim注册文件中解压出来的Crack\MentorKG.exe和Crack\patch_dll.bat复制到Medelsim安装目录下的win64文件夹中
    

12. 去掉mgls64.dll文件的只读属性
    

13. 双击运行复制过来的patch64_dll.bat文件， 运行完后生成许可证
    

14. 然后在win64文件夹下面创建新文件夹 lm_license文件夹，并且把生成的许可证保存在里面
    

15. 将Medelsim注册文件中解压出来的Crack\win64\mgcld64.exe和Crack\win64\mgls64.dll复制到Medelsim安装目录下的win64文件夹中
    

16. 然后右击此电脑>>属性>>高级系统设置>>环境变量
    

17. 新建系统变量：MGLS_LICENSE_FILE，设置其变量值为LICENSE.TXT文件保存的路径。
    

18. 若能正常打开modelsim注册成功