1.介绍

       System Generator（SG）是Xilinx公司的系统建模工具，在很多方面扩展了Math Works公司的Simulink平台，提供了适合硬件设计的数字信号处理建模环境，加速、简化了FPGA的DSP系统级硬件设计。SG提供了系统级设计能力，允许在相同的环境内进行软、硬件仿真、执行和验证，并不需要书写HDL代码。

       本例使用SG做一个Xilinx FPGA流水灯的小实验。

       软件环境：matlab 2011b，ISE13.2 

       硬件环境：Nexys™3 Spartan-6 FPGA Board ，晶振100MHz

2.实验步骤

  2.1.打开System Generator，创建工作目录。

      点击上图所示图标，SG打开后就会弹出Matlab和Simulink Library Browser工具条。这时在matlab右边的Current Folder工具栏里，选择自己平时喜欢的路径，鼠标右键点击New Folder创建一个新的文件，命名为0218，这样有利于文件管理。然后点击进入新建的文件夹0218中。（或者在Command中输入类似于linux的shell命令：cd 0218也可以进入文件夹，cd ..退到上一层）

  2.2建立mdl文件

       点击Simulink  Library Browser工具条中File ->New->Model，新建一个mdl工程文件。

        简单介绍：Gateway In模块和Gateway Out模块中间的部分是FPGA硬件要实现的DSP部分，采用的模块组件当然要是Xilinx Blockset、Xilinx Reference Blockset中要有的，这样才能让SG生成可综合的代码。

       本例中Gateway In模块仅仅用来系统复位，定义的类型为Boolean。输出连接到其他需要复位的分频模块和Single Port Ram模块中。Counter ，Constant，Accumulator定义时都需要用户自定义数据类型。数据类型的选择很重要，选择不当出错那是必然的，数据类型分为Boolean，Signed ，Unsigned三种类型。设计的时候点击mdl文件Format ->Port/Signal Displays ->Port Data Types就可以在图中很直观的看到信号的类型。

      Sample period根据需要，如果不涉及多速率问题一般都设置为1。

      Single Port RAM 中存储需要输出的流水灯的八种状态。Initial value vector中的数据类型在上图中并没有定义，类型默认与在RAM输入端data保持一致，为 UFix_8_0（无符号定点数，位宽为8，小数位0表示没有）。本例中RAM中的数已经预先在Initial value vector写好，所以输入端we(write enalbe)输入0、不使能，输入端data为0也只是起到定义RAM中数据类型的作用。通过控制addr地址输出想要的信号。

       ps:自己调试mdl文件的时候，分频100M比较难观察，所以就把Counter 的counter to value从99999999调到3，相应Constant2也设置为3（initial value为0保持不变），先做4分频的实验，在WaveScope中观察波形（WaveScope中可以自由添加需要观察的信号，类似于modelsim），达到预期效果后再把两个模块参数改回99999999，实现流水灯一秒钟移位一次。

  2.3生产HDL代码

 

       mdl文件设计无误后，先保存一下，命名liushuideng。双击mdl框图中System Generator图标，就会弹出上图所示的对话框，修改默认的Part，芯片类型和封装要和板子上的FPGA芯片一致。Hardware description language尽量选择自己熟悉的。Create interface document和Creat testbench写论文有用，如果做前仿真，它的效果和mdl里的wave Scope一样，感觉没什么必要。

       确实无误后点击Generate，耐心等待2分钟后就会生产hdl代码，路径在当前目录下的netlist里。（如果以后做比较大的工程，等待的时间会比较长。完成后如果感觉电脑比较卡，也可以保存mdl文件后把matlab关掉，接下来就用不到它了。）

       双击上述生成的netlist路径下的liushuideng_cw.xise工程文件，打开后如上图所示。点击选中design里的liushuideng_cw，点击Synthesize-XST综合生成的代码。

        综合无误后，点击User constraints里的 I/O Pin Planning.....进行引脚分配。

   

        参考Nexys™3 Spartan-6 FPGA Board 技术手册，分配合适的引脚给输入gateway_in，输出Gateway_out信号和Scalar ports里的时钟clk信号。（Scalar ports的ce听说是用来进行多速率调试用的，分不分配引脚无关紧要）。保存、退出PlanAhead返回到ISE中。

      ISE中依次双击Implement Design ,Generate Programing File 和Configure Targe Device里的Generate Targe PROM/ACE File。打开ISE iMPACT，下载liushuideng_cw.bit文件到板卡中。

      拨T10到低电平，就可以观察到，每隔一秒种闪亮的小灯向右循环移位一次。

3.System Generator资料

        当然最好的资料要属官方的 System Generator User Guide，国内好多资料也都是翻译后照搬过来的，所以好多书读起来跟技术手册差不多。

       《多媒体处理FPGA实现-System Generator篇》这本书中的例子虽然有的有些bug，但总体来讲还不错。书中有一些具体工程的实例，可以参考下。