如何縮短Vivado的運行時間

在Vivado Implementation階段，有時是有必要分析一下什么原因導致運行時間（runtime）過長，從而找到一些方法來縮短運行時間。

首先，要明確到底哪個階段耗時過長。Vivado Implementation主要有三個子步驟：opt_design、place_design和route_design。Implementation結束后，會在".runs/impl_x"目錄下生成一個runme.log文件。在這個文件中可以查看每個子步驟的耗時。如下圖所示，可以看到place_design耗時2分41秒。

可采用如下一些方法縮短運行時間。

Implementation Strategy

如果只是評估資源利用率，可使用Flow_Quick策略。該策略不是時序驅動的策略，因此可以快速執行Implementation。策略Flow_RuntimeOptimized是時序驅動的策略，可以快速完成Implementation，它是設計性能和運行時間之間一種折中。

檢查約束

對于時序約束，我們要求“干凈且合理”。所謂“干凈”，是指約束完備，不會出現漏約或者約束被覆蓋的情形。例如，由于set_clock_groups的優先級高于set_max_delay，這就有可能造成后者的約束被覆蓋。所謂“合理”，是指約束的數值是正確的。這在多周期路徑約束以及跨時鐘域路徑約束中會經常碰到，對于這類路徑要格外注意。例如，如果多周期路徑的hold requirement不是0，那么有可能就是約束不合理；如果跨時鐘域路徑的path requirement為1ns，這也是不合理的。

此外，在用Tcl命令時，盡可能地去緩存被復用的對象。例如，如果通過get_nets獲得的一組nets在后續約束中被反復使用，那么可將get_nets的返回結果賦給一個變量，后續使用時只需調用該變量即可。同時，通過選項-filter找到更準確的對象，例如：對于時序路徑，通過屬性IS_SEQUENTIAL找到時序單元，從而避免了獲得其他一些不期望的結果。

約束路徑越具體越節省運行時間，例如：如果set_false_path只使用了-from選項，那么Vivado在搜索這些路徑時就會比較耗時。

管理生成報告

生成報告也會消耗一些時間。Vivado提供了Report strategy，如下圖所示。根據設計分析的需求選擇生成報告可節省一定的運行時間。

布線

擁塞對運行時間有很大的影響。因此，如果設計出現了擁塞問題，就要把其作為首要問題去解決。同時，在route_design階段，使用選項-ultrathreads也可縮短運行時間。

增量編譯

如果設計只是有一小部分改動，那么可嘗試增量Implementation。這在一定程度上也會縮短運行時間。

設置多線程

Vivado 2018.x的版本，無論是Synthesis還是Implementation，都可以支持多線程。只需要通過如下命令即可設置線程個數。對于Synthesis，最大線程數為4，對于Implementation，最大線程數為8。

ECO流程

對于微小的改動，例如修改ILA的Debug probes或者把內部net鏈接到某個Package Pin，都可以采用ECO流程，可以極大地縮短運行時間。ECO具體流程可看這里（替換Debug Probes其實很簡單），文檔ug904中也有詳細介紹。