Vivado使用技巧分享：OOC綜合技術(shù)運(yùn)行流程

創(chuàng)建綜合運(yùn)行
一個(gè)“運(yùn)行（run）”是指定義和配置設(shè)計(jì)在綜合過程中的各方面，包括：使用 的Xilinx器件、應(yīng)用的約束集、啟動(dòng)單個(gè)或多個(gè)綜合的選項(xiàng)、控制綜合引擎結(jié)果的選項(xiàng)。點(diǎn)擊Flow菜單中的Create Funs，或在Design Runs窗口中：

點(diǎn)擊工具欄中的+，即可打開新建運(yùn)行窗口：

選擇Synthesis，點(diǎn)擊Next，打開配置綜合運(yùn)行的窗口：

設(shè)置名稱、約束集、器件和策略，如果希望該運(yùn)行為激活狀態(tài)，則選中Make Active。運(yùn)行的默認(rèn)名稱為synth_1、synth_2等等。點(diǎn)擊Next彈出啟動(dòng)運(yùn)行窗口：

Launch directory選擇啟動(dòng)運(yùn)行的目錄；Number of jobs設(shè)置了可以同時(shí)啟動(dòng)多少個(gè)運(yùn)行（run）；Generate scripts only表示僅生成運(yùn)行腳本（Windows下為bat文件，Linux下為sh文件）；Do not launch now只會(huì)保存先前的設(shè)置，暫時(shí)不會(huì)啟動(dòng)運(yùn)行。運(yùn)行的相關(guān)情況都顯示在Design Runs窗口中。

該窗口顯示了工程中所有的綜合和實(shí)現(xiàn)運(yùn)行，進(jìn)行配置、管理和啟動(dòng)。一個(gè)綜合運(yùn)行可以包含多個(gè)實(shí)現(xiàn)運(yùn)行，窗口中報(bào)告了相關(guān)的運(yùn)行狀態(tài)（not started、in progress、complete或out-of-date）。修改源文件、約束或工程設(shè)置都會(huì)導(dǎo)致狀態(tài)變?yōu)閛ut-of-date。

雖然可以有多個(gè)綜合和實(shí)現(xiàn)運(yùn)行，但是都只能有一個(gè)為active狀態(tài)，所有 的報(bào)告顯示的都是active運(yùn)行的相關(guān)信息。比如Project Summary窗口中的編譯、資源等總結(jié)信息都屬于當(dāng)前狀態(tài)為active的運(yùn)行。選擇一個(gè)運(yùn)行，右鍵->Make Active可以設(shè)置活躍狀態(tài)。

同樣，F(xiàn)low Navigator和Flow菜單中的Run Synthesis也是啟動(dòng)狀態(tài)為Active的運(yùn)行。如果需要啟動(dòng)其它運(yùn)行，只能通過Design Runs窗口。

使用OOC綜合技術(shù)
OOC（Out-of-context）是Vivado提供的一項(xiàng)技術(shù)，選擇將HDL對(duì)象當(dāng)作一個(gè)隔離模塊運(yùn)行，完成自底向上的綜合流程。OOC具有如下特點(diǎn)：

• 底層的OOC模塊相對(duì)于頂層模塊獨(dú)立運(yùn)行，并且擁有自己的約束集合；
• 運(yùn)行了OOC模塊之后，再運(yùn)行頂層模塊綜合時(shí)可以直接調(diào)用OOC綜合結(jié)果，而不需要重新運(yùn)行一次綜合（除非修改了RTL設(shè)計(jì)或約束）。

由于不需要每次綜合時(shí)都運(yùn)行整個(gè)設(shè)計(jì)，這項(xiàng)技術(shù)可以大大減少頂層模塊的綜合運(yùn)行時(shí)間。IP核就是典型的采用OOC技術(shù)的代表，配置好IP核后可以選擇綜合模式為global（與頂層設(shè)計(jì)一起綜合）或Out-of-context（作為獨(dú)立模塊綜合），最好的做法就是選擇后者，以減少整體設(shè)計(jì)的綜合運(yùn)行時(shí)間。

選擇需要添加到OOC運(yùn)行的模塊，右鍵->Set As Out-Of-Context for Synthesis，彈出如下窗口：

其中Clock Constraint File必須創(chuàng)建一個(gè)新的XDC文件或在下拉菜單中選擇一個(gè)已經(jīng)存在的XDC文件，該約束文件中要有該模塊時(shí)鐘信號(hào)的相關(guān)約束。點(diǎn)擊OK后，該模塊會(huì)出現(xiàn)在Design Runs窗口的Out-of-Context Module Runs目錄中，還有Compile Order窗口的Block Sources目錄中。

當(dāng)運(yùn)行了OOC綜合后，會(huì)產(chǎn)生底層模塊的綜合網(wǎng)表和存根文件（stub文件）。存根文件僅描述了底層模塊的輸入和輸出，在綜合頂層模塊時(shí)，通過存根文件來調(diào)用底層模塊，模塊內(nèi)部當(dāng)作黑盒子看待。運(yùn)行實(shí)現(xiàn)時(shí)，Vivado會(huì)將OOC模塊的綜合網(wǎng)表插入到頂層網(wǎng)表中，從而完成設(shè)計(jì)。

導(dǎo)入網(wǎng)表文件
可以通過實(shí)例化低層次網(wǎng)表或第三方網(wǎng)表來手工構(gòu)造一個(gè)自底向上的設(shè)計(jì)流程。但需要知道，Vivado綜合工具不會(huì)綜合和優(yōu)化網(wǎng)表，因此XDC約束和綜合屬性也不會(huì)對(duì)導(dǎo)入的網(wǎng)表產(chǎn)生作用。事實(shí)上，Vivado綜合時(shí)既不會(huì)讀取也不會(huì)修改網(wǎng)表中的內(nèi)容?？梢园凑杖缦铝鞒掏瓿上嚓P(guān)處理：
1. 創(chuàng)建低層次網(wǎng)表：創(chuàng)建一個(gè)工程，以要導(dǎo)入的網(wǎng)表作為頂層模塊，將Settings->Synthesis->More Options設(shè)置為-mode out_of_context。這樣綜合時(shí)不會(huì)為該模塊產(chǎn)生I/O緩存器。綜合后，在Tcl控制臺(tái)輸入write_edif name.edf。
2. 設(shè)計(jì)中實(shí)例化低層次網(wǎng)表：頂層設(shè)計(jì)需要將低層次模塊作為黑盒子實(shí)例化，類似于前面提到的stub文件。因此需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)Verilog/VHDL文件，僅定義網(wǎng)表的端口，信號(hào)名稱必須與網(wǎng)表中的端口名稱完全匹配。
3. 組合為完整設(shè)計(jì)：當(dāng)創(chuàng)建了OOC模式的低層次網(wǎng)表，并且在頂層設(shè)計(jì)中正確地實(shí)例化后，將第一步導(dǎo)出的edif網(wǎng)表添加到工程中。綜合后，Vivado會(huì)將網(wǎng)表合并到頂層設(shè)計(jì)中。

Vivado IP和第三方綜合工具
大多數(shù)Xilinx發(fā)布的IP核采用IEEE P1735進(jìn)行加密，只有Vivado綜合工具才支持對(duì)IP核的綜合，第三方綜合工具不能綜合Vivado中的IP核。如果想把Vivado中的IP核在第三方綜合工具中實(shí)例化，可以參考如下步驟：
1. 在Managed IP工程中（Vivado首頁->Tasks->Manage IP）創(chuàng)建并配置好IP核。
2. 生成IP核的輸出文件，包括綜合設(shè)計(jì)檢查點(diǎn)（DCP文件）。Vivado會(huì)創(chuàng)建一個(gè)stub文件（*_stub.v/*_stub.vhd），該文件會(huì)包含一些指令阻止從該文件中推斷出I/O緩存器。根據(jù)使用的第三方綜合器可能需要修改此文件。
3. 使用Vivado綜合帶有stub文件的Xilinx IP核。
4. 使用第三方綜合工具產(chǎn)生的網(wǎng)表和Xilinx IP核的DCP文件一起運(yùn)行實(shí)現(xiàn)步驟。

編輯：hfy