詳解Vivado非工程模式的精細設計過程

修改設計路徑

將啟動Vivado ?Tcl環境，并修改路徑，將路徑指向設計文件所在的目錄。下面給出修改路徑的步驟。 ? 第一步：在Windows操作系統的主界面下，執行菜單命令【開始】—【所有程序】—【Xilinx Design Tools】—【Vivado2018.X】—【Vivado2018.X Tcl Shell】，彈出“Vivado 2018.x Tcl Shell”界面，如圖4.1所示，在一系列提示信息后，出現提示符“Vivado%”。

第二步：如圖4.2所示，修改路徑，指向當前提供設計源文件的目錄。在“Vivado%”提示符后面輸入命令“cd e:/vivado_example/gate_verilog_no_project”。

設置設計的輸出路徑

將設置設計的輸出路徑，設置設計輸出路徑的步驟如下所示。 第一步：如圖4.3所示，在“Vivado%”提示符后輸入命令“set outputDir ./gate_Created_Data/top_output”。

第二步：在“Vivado%”提示符后輸入命令“file mkdir $outputDir”。 ?

讀取設計文件

將讀取設計的源文件和約束文件，讀取設計源文件和約束文件的步驟如下所示。 第一步：如圖4.4所示，在“Vivado%”提示符后輸入命令“read_verilogtop.v”。 第二步：在“Vivado%”提示符后輸入命令“read_xdctop.xdc”。

運行設計綜合

? 將對設計進行綜合，并執行分析。非工程模式下運行設計綜合并執行分析的步驟如下所示。公眾號：OpenFPGA 第一步：在“Vivado%”提示符后輸入“synth_design -top top -part xc7a75tfgg484-1”命令，對設計進行綜合 synth_design命令完整的語法格式為: ?

?

synth_design[-name][-part][-constrset][-top][-include_dirs]
     [-generic][-verilog_define][-flatten_hierarchy]
     [-gated_clock_conversion][-directive][-rtl][-bufg][-no_lc]
     [-fanout_limit][-mode][-fsm_extraction]
     [-keep_equivalent_registers][-resource_sharing]
     [-control_set_opt_threshold][-quiet][-verbose]

更詳細的參數說明，請參考Xilinx提供的文檔。 第二步：當綜合完成后，在“Vivado%”提示符后輸入“write_checkpoint -force $outputDir/post_synth”命令，寫入檢查點。 第三步：在“Vivado%”提示符后面輸入“report_timing_summary -file $outputDir/post_synth_timing_summary.rpt”命令，用于生成時序報告。 第四步：在“Vivado%”提示符后面輸入“report_power -file $outputDir/post_synth_power.rpt”命令，用于生成功耗報告。 第五步：在“Vivado%”提示符后面輸入“start_gui”命令，啟動Vivado集成開發環境。 第六步：在圖上一步下方的“Tcl Console”窗口中輸入“stop_gui”命令，退出Vivado集成幵發環境。 ?

運行設計布局

對設計運行布局、邏輯優化、寫設計布局檢查點和生成時序總結報告。對設計進行布局和邏輯優化，以及進行分析的步驟如下所示。 第一步：在“Vivado%”提示符后輸入“opt_design”命令，對設計進行優化。

?

opt_design命令完整的語法格式為：
opt_design [-retarget] [-propconst] [-sweep] [-bram_power_opt] [-remap] [-resynth_area] [-directive] [-quiet] [-verbose]

更詳細的參數說明，詳見Xilinx提供的實現手冊。 第二步：在“Vivado%”提示符后輸入“power_opt_design”命令，對功耗進行優化。 ?

power_opt__design命令完整的語法格式為:
power_optdesign [-quiet] [-verbose]

? 更詳細的參數說明，詳見Xilinx提供的實現手冊。 第三步：在“Vivado%”提示符后輸入“place_design”命令，對設計進行布局。 ?

place_design命令完整的語法格式為：
place_design [-directive] [-no_timing_driven] [-quiet] [-verbose]

更詳細的參數說明，詳見Xilinx提供的實現手冊。 第四步：在“Vivado%”提示符后輸入“phys_opt_design”命令，對設計進行邏輯優化。 更詳細的參數說明，詳見Xilinx提供的實現手冊。 ?

phys_opt_design命令完整的語法格式為：
phys_opt_design [-fanout_opt] [-placementopt] [-rewire] [-critical_cell_opt] [-dsp_register_opt][-bram_register_opt][-hold_fix][-
retime] [-force_replication_on_nets] [-directive] [-quiet] [-verbose]

第五步：在“Vivado%”提示符后輸入“write_checkpoin t-force $outputDir/post_place”命令，寫設計布局檢查點。 第六步：在“Vivado%”提示符后輸入“report_timing_summary -file $outputDir/post_place_timing_summary.rpt”命令，生成時序總結報告。 第七步：在“Vivado%”提示符后輸入“start_gui”命令，啟動Vivado集成開發環境。 第八步：在上一步下方的“Tcl Console”窗口中輸入“stop_gui”命令，退出Vivado集成開發環境。 ? ?

運行設計布線

將對設計進行布線、寫檢查點、生成時序總結報告、生產時序報告、生產時鐘利用率報告和生成功耗報告，寫verilog文件和xdc文件。運行設計布線及分析結果的步驟如下所示。公眾號：OpenFPGA 第一步：在“Vivado%”提示符后輸入“route_design”命令，對設計進行布線。 ?

?

route_design命令完整的語法格式為:
route_design [-unroute] [-re_entrant] [-nets] [-physicalnets][-pin][-directive][-no_timing_driven][-preserve][-delay]
[-free_resource_mode] -max_delay-min_delay[-quiet] [-verbose]

更詳細的參數說明，詳見Xilinx提供的實現手冊。 第二步：在“Vivado%”提示符后輸入“write_checkpoint -force $outputDir/post_route”命令，寫檢查點。 第三步：在“Vivado%”提示符后輸入“report_timing_summary -file $outputDir/post_route_timing_summary.rpt”命令，生成時序總結報告。公眾號：OpenFPGA 第四步：在“Vivado%”提示符后輸入“report_timing -sort_by group -max_paths 100 -path_type summary -file $outputDir/post_route_timing.rpt”命令，生成時序報告。 第五步：在“Vivado%”提示符后輸入“report_clock_utilization -file $outputDir/clock_util.rpt”命令，生成時鐘利用率報告。 第六步：在“Vivado%”提示符后輸入“report_utilization -file $outputDir/post_route_util.rpt”命令，生成利用率報告。 第七步：在“Vivado%”提示符后輸入“report_power -file $outputDir/post_route_power.rpt”命令，生成功耗報告。 第八步：在“Vivado%”提示符后輸入“report_drc -file $outputDir/post_imp_drc.rpt”命令，生成drc報告。 第九步：在“Vivado%”提示符后輸入“write_verilog -force $outputDir/top_impl_netlist.v”命令，寫verilog文件。 第十步：在“Vivado%”提示符后輸入“write_xdc -no_fixed_only -force $outputDir/top_impl.xdc”命令，寫xdc文件。 第十一步：在“Vivado%”提示符后面輸入“start_gui”命令，啟動Vivado集成開發環境。 第十二步：在上一步下方的“Tcl Console”窗口中輸入“stop_gui”命令，退出Vivado集成開發環境。 ?

生成比特流文件線

將生成比特流文件。生成比特流文件的步驟如下所示。 在“Vivado%”提示符后輸入“write_bitstream -force $outputDir/top.bit”命令，將會生成比特流文件。 ?

下載比特流文件

將下載比特流文件到FPGA中。下載比特流文件的步驟如下所示。 ? ? 第一步：在“Vivado%”提示符后面輸入“open_hw”命令，該命令用于打開硬件。公眾號：OpenFPGA 第二步：在“Vivado%”提示符后面輸入“connect_hw_server”命令，該命令用于連接服務器。圖4.8給出了輸入該命令后返回的連接服務器信息，表示連接服務器成功。

第三步：在“Vivado%”提示符后面輸入“current_hw_target”命令，該命令用于顯示當前連接的硬件目標。圖4.9給出了輸入該命令后返回的硬件目標信息。

? 第四步：在“Vivado%”提示符后面輸入“open_hw_target”命令，該命令用于打開硬件目標。 第五步：在“Vivado%”提示符后面輸入set_property PROGRAM.FILE {e:/vivado_example/gate_verilog_no_project/gate_Created_Data/top_output/top.bit} [lindex[get_hw_devices]]命令，該命令用于分配編程文件。 第六步：在“Vivado%”提示符后面輸入“program_hw_devices [lindex[get_hw_devices]]”命令，該命令用于對FPGA器件進行編程。如果編程成功，則出現“Done pin status:HIGH”的提示信息，如圖4.11所示

審核編輯：黃飛

?