基于ISE的设计实现基础
所謂實現(Implement)是將綜合輸出的邏輯網表翻譯成所選器件的底層模塊與硬件原語,將設計映射到器件結構上,進行布局布線,達到在選定器件上實現設計的目的。實現主要分為3個步驟:翻譯(Translate)邏輯網表,映射(Map)到器件單元與布局布線(Place & Route)。翻譯的主要作用是將綜合輸出的邏輯網表翻譯為Xilinx特定器件的底層結構和硬件原語(具體的原語詳見第3章中的原語介紹)。映射的主要作用是將設計映射到具體型號的器件上(LUT、FF、Carry等)。布局布線步驟調用Xilinx布局布線器,根據用戶約束和物理約束,對設計模塊進行實際的布局,并根據設計連接,對布局后的模塊進行布線,產生FPGA/CPLD配置文件。
翻譯過程
在翻譯過程中,設計文件和約束文件將被合并生成NGD(原始類型數據庫)輸出文件和BLD文件,其中NGD文件包含了當前設計的全部邏輯描述,BLD文件是轉換的運行和結果報告。實現工具可以導入EDN、EDF、EDIF、SEDIF格式的設計文件,以及UCF(用戶約束文件)、NCF(網表約束文件)、NMC(物理宏庫文件)、NGC(含有約束信息的網表)格式的約束文件。翻譯項目包括3個命令:
- [Translation Report]用以顯示翻譯步驟的報告;
[Floorplan Design]用以啟動Xilinx布局規劃器(Floorplanner)進行手動布局,提高布局器效率;
[Generate Post-Translate Simulation Model]用以產生翻譯步驟后仿真模型,由于該仿真模型不包含實際布線時延,所以有時省略此仿真步驟。
映射過程
在映射過程中,由轉換流程生成的NGD文件將被映射為目標器件的特定物理邏輯單元,并保存在NCD(展開的物理設計數據庫)文件中。映射的輸入文件包括NGD、NMC、NCD和MFP(映射布局規劃器)文件,輸出文件包括NCD、PCF(物理約束文件)、NGM和MRP(映射報告)文件。其中MRP文件是通過Floorplanner生成的布局約束文件,NCD文件包含當前設計的物理映射信息,PCF文件包含當前設計的物理約束信息,NGM文件與當前設計的靜態時序分析有關,MRP文件是映射的運行報告,主要包括映射的命令行參數、目標設計占用的邏輯資源、映射過程中出現的錯誤和告警、優化過程中刪除的邏輯等內容。映射項目包括如下命令:
[Map Report]用以顯示映射步驟的報告;
[Generate Post-Map Static Timing]產生映射靜態時序分析報告,啟動時序分析器(Timing Analyzer)分析映射后靜態時序;
[Manually Place & Route (FPGA Editor)]用以啟動FPGA底層編輯器進行手動布局布線,指導Xilinx自動布局布線器,解決布局布線異常,提高布局布線效率;
[Generate Post-Map Simulation Model]用以產生映射步 驟后仿真模型,由于該仿真模型不包含實際布線時延,所以有時也省略此仿真步驟。
布局和布線過程
布局和布線(Place & Route):通過讀取當前設計的NCD文件,布局布線將映射后生成的物理邏輯單元在目標系統中放置和連線,并提取相應的時間參數。布局布線的輸入文件包括NCD和PCF模板文件,輸出文件包括NCD、DLY(延時文件)、PAD和PAR文件。在布局布線的輸出文件中,NCD包含當前設計的全部物理實現信息,DLY文件包含當前設計的網絡延時信息,PAD文件包含當前設計的輸入輸出(I/O)管腳配置信息,PAR文件主要包括布局布線的命令行參數、布局布線中出現的錯誤和告警、目標占用的資源、未布線網絡、網絡時序信息等內容。布局布線步驟的命令與工具非常多:
[Place & Route Report]用以顯示布局布線報告;
[Asynchronous Delay Report]用以顯示異步實現報告;
[Pad Report]用以顯示管腳鎖定報告;
[Guide Results Report]用以顯示布局布線指導報告,該報告僅在使用布局布線指導文件NCD文件后才產生;
[Generate Post-Place & Route Static Timing]包含了進行布局布線后靜態時序分析的一系列命令,可以啟動Timing Analyzer分析布局布線后的靜態時序;
[View/Edit Place Design(Floorplanner)]和[View/Edit Place Design(FPGA Editor)]用以啟動Floorplanner和FPGA Editor完成FPGA布局布線的結果分析、編輯,手動更改布局布線結果,產生布局布線指導與約束文件,輔助Xilinx自動布局布線器,提高布局布線效率并解決布局布線中的問題;
[Analyze Power(XPower)]用以啟動功耗仿真器分析設計功耗;
[Generate Post-Place & Route Simulation Model]用以產生布局布線后仿真模型,該仿真模型包含的時延信息最全,不僅包含門延時,還包含了實際布線延時。該仿真步驟必須進行,以確保設計功能與FPGA實際運行結果一致;
[Generate IBIS Model]用以產生IBIS仿真模型,輔助PCB布板的仿真與設計;
[Multi Pass Place & Route]用以進行多周期反復布線;
[Back-annotate Pin Locations]用以反標管腳鎖定信息
經過綜合后,在過程管理區雙擊“Implement Design”選項,就可以完成實現.經過實現后能夠得到精確的資源占用情況。
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總結
以上是生活随笔為你收集整理的基于ISE的设计实现基础的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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