聊一下Efinity的一些功能及個人使用感受

做為FPGA的集成開發(fā)環(huán)境，不同的廠家其實大同小異。很多國產(chǎn)廠家，如安路，高云，會在軟件上貼近Xilinx和Intel，以節(jié)省客戶的軟件使用成本。而國產(chǎn)廠商的易靈思的集成開發(fā)環(huán)境Efinity似乎并不像大廠，顯得差異更大一些。但經(jīng)過一段時間的使用，我個人認為并不需要因為差異大些就過于排斥,Efinity在使用上并不會麻煩。 接下來我們來聊一下Efinity的一些功能及個人使用感受。主要包括以下幾個方面：

（1）軟件安裝；
（2）軟件界面；
（3）控制面板；
（4）預(yù)設(shè)置；
（5）工程編譯器；
（6）interface 與Core架構(gòu)；
（7）在線調(diào)試；
（8）配置方式；

1、軟件安裝

這里以windows系統(tǒng)為例。Efinity的軟件安裝過程相對操作步驟多些，但是過程也很清晰。包括python的安裝、Efinity的安裝、驅(qū)動的安裝和在線調(diào)試工具的安裝。而且Efinity軟件比較小，只有1G左右，另外Efinity也沒有把器件庫單獨分離，整個安裝時間相對短很多。再者Efinity也沒有l(wèi)icense的限制，也就沒有因為license過期而需要等待重新申請的過程，這對于很多FPGA開發(fā)應(yīng)該說輕松不少。

2、軟件界面

打開Efinity界面如圖1，大致的框架與其它廠商也沒有多大差別，有控制面板，代碼編輯器，控制臺，信息欄等，畢竟都是FPGA集成開發(fā)環(huán)境，也不能差異大到哪兒去。 有些地方個人認為需要調(diào)整，比如編譯時沒有進度條，也沒有時間指示，不過左下方也有信息提示；另外項目路徑放在軟件最上方，各個窗口之間灰度空白縮小一點等小細節(jié)也可以稍做調(diào)整。但對于一個只開發(fā)了三年左右的FPGA集成環(huán)境，已經(jīng)非常不錯了。



圖1

3、控制面板

下面主要來聊下控制面板?？刂泼姘宸殖伤牟糠郑毫鞒炭刂婆_、工程面板、網(wǎng)表面板,輸出面板。

流程控制臺：深藍色的dashboard部分就是流程控制臺，

如圖2。主要控制程序的編譯流程，包括綜合、布局、布線和生成燒寫文件。另外兩個是停止和單步流程運行。這與所有廠家都大同小異。

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圖2 工程面板（Project):客戶可以在工程向?qū)е刑砑釉次募?，IP和仿真文件等。另外也可以查看選擇的器件、工程路徑及頂層文件等信息，如圖3所示。



圖3 網(wǎng)表面板（netlist)：客戶可以在這里查看工程中生成的網(wǎng)表，包括hierarchy、Elaborated和Synthesized三種，如圖4所示。



圖4 輸出面板（Result）：這里主要是工程編譯生成的各種報告及資源使用詳情，時序裕量、時鐘MAX值等，如圖5所示。 輸出面板（Result）：這里主要是工程編譯生成的各種報告及資源使用詳情，時序裕量、時鐘MAX值等，如圖5所示。



圖5 總的來說，控制面板中工程編譯信息都是很詳細的，而且輸出信息以文件的形式給出在保存和發(fā)送上也是很方便的。

4、預(yù)設(shè)置（preferences）

在預(yù)設(shè)功能中這里主要提兩個功能，其余大家可以在使用中體會。如圖6所示，一個是外部編譯器，另一個是Auto-load Place and Route Data。當然其余功能也很重要。 一般來說軟件自帶編輯器功能有限，所以集成環(huán)境一般都支持指定外部編譯器。

Efinity同樣也支持外部編譯器件，并且操作上相對某些集成環(huán)境也更簡單，只需要在Preferences下面指定外部編譯器件的執(zhí)行文件路徑即可 如果雙擊Project下的Design或者在Hierarchy下面的文件，文件會以自帶的編輯器件打開。只有選擇文件右擊，并行選擇Open with user Editor時才會通過用戶設(shè)置的編譯器打開，看似麻煩一些，卻可以同時使用兩種編譯器件。

這一點在使用Quartusprame的自帶編輯器件insert功能時會有深刻體會到在某個時刻它的優(yōu)勢。 另外還有一個Auto-load Place and Route Data功能值的一提，該功能可能根據(jù)需要來選擇加載時是否可以加載布局布線的數(shù)據(jù)。如果不加載布局布線的數(shù)據(jù)可以節(jié)省打開軟件的時間以及節(jié)省編譯時間，還可以手動加載，也算比較靈活的一個功能。



圖6

5、工程編輯器（Project Editor）

軟件使用中的大部分功能都在Project Editor中，包括工作設(shè)置，工程文件的添加，器件的指定、綜合和布具布線的設(shè)置及優(yōu)化選項、位流文件的生成方式及在線調(diào)試文件的指定。

相對來說沒有大廠的功能豐富，但功能劃分比較清晰而都是在設(shè)計中用得到的。

下面來簡單聊下部分功能。

工程設(shè)置（Project)：工程設(shè)置包括工程名、工程位置、器件家族及器件的型號和速度等級這些常用項。一目了然，毋需多言，如圖7所示。



圖7 設(shè)計文件添加：這里用于指定頂層文件，添加源文件及約束文件，如圖8所示。



圖8 除了可以單獨添加文件外，Efinity還可以添加整個文件夾的文件，如圖9所示。

另外還支持把外部文件導入到工程目錄下，如果不導入工程，也可以指定相對路徑或者全路徑。

這個功能比較靈活支持各種方式的文件添加，是比較方便的。



圖9 綜合（Synthesis）：綜合頁面有關(guān)于綜合的優(yōu)化選項，添加參數(shù)和宏定義等，常用的功能都是存在的，如圖10所示。



圖10 布局布線(Place and Route)：如圖11所示，布局布線功能相對簡單，有6個優(yōu)化策略和種子選擇。

另外也可以通過命令來掃描策略和控制種子運行數(shù)量,操作也非常簡單，另外結(jié)論會以文件的形式輸出，一目了然。



圖11 有關(guān)于位數(shù)據(jù)流和調(diào)試就不再展開，留給大家自己去親自體驗下。

我們可以來對比一個點，而別的廠家，比如xilinx和intel,頂層文件是在在Hierachy中指定，并把Hierachy擺放在一個主要的位置，顯得更一目了然。

而Efinity的工程的頂層文件需要手動輸入，如果沒有輸入會自動檢測，但是并不一定準確。

上面的網(wǎng)表中也講到Efinity也有Hierachy的功能，但感覺已經(jīng)弱化了它的重要性。

在應(yīng)用中只要稍加注意或者使用習慣之后，是不會存在任何問題的。

6、Inteface 與Core分析的架構(gòu)

Eifinty與別的器件廠商集成環(huán)境的一個很大不同之處在于，Eifinty采用的把邏輯資源和硬核資源分開的架構(gòu)，如圖12所示。

代碼部分只針對邏輯資源，也就是我們這里提到的Core,而IO及其他硬核部分的配置在interface Designer工具中。

下圖是interface與Core的關(guān)系，它們之間通過被稱作Siganl Interface的連線資源實現(xiàn)互聯(lián)。

這里要提到的是因為習慣問題，使用者在最初一定會存在一些問題，但是習慣之后它也是有不少優(yōu)勢存在的。

比如說，在前期的硬件設(shè)計中，只需要在Interface Designer中添加已添加的IO及其他需要的硬件接口，并通過一鍵檢測就可以很清楚的知道與外設(shè)的連接是否合理，不需要考慮內(nèi)部因為沒有完整的程序而可能被優(yōu)化的風險。

當然，它也有不靈活之處。不如通過代碼復(fù)制來的簡單快捷，雖然也可以通過文件設(shè)置再導入，但是文件的編輯上也會相對麻煩一些。



圖12 這里以GPIO為例，如圖13所示，可以設(shè)置例化名，指定IO類型，設(shè)置電平標準，選擇是否支持寄存器，選擇是否支持DDR數(shù)據(jù)及信號驅(qū)動強度等。

這相對于在RTL文件直接用input或者output來定義信號來說，更有利于理解GPIO的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其使用規(guī)則。

整體來說這種interface和core分析的架構(gòu)優(yōu)勢很明顯。



圖13

7、在線調(diào)試

Efinity的在線調(diào)試工具名為Debbuger,如圖14所示，目前只支持post-map網(wǎng)表 elaborated（綜合前）網(wǎng)表，如圖3所示，如intel的signalTap一樣，用戶可以通過簡單的點擊信號來選擇，用戶可以通過選擇不同的時鐘域，把信號自動分到不同的界面，操作相對簡單。

另外在勾選了Capture Control選項之后，也可以支持任意觸發(fā)位置和分段觸發(fā)。這都是Efinity相對具有的優(yōu)點。

但由于軟件開發(fā)時間比較短，不足之處也是有的，Efinity的Debbuger工具占用資源相對多些，對時序也會有些影響。

并且目前也不支持上電觸發(fā)和多級觸發(fā)等功能。但是相應(yīng)的功能和優(yōu)化也已經(jīng)在迭代開發(fā)中，每個一新發(fā)布的版本都值得期待。



圖14

8、配置方式

目前Efinity支持的配置有AS模式,PS模式、jTAG模式和Jtag Bradge四種模式。

這幾種模式也是最常用的，各個廠家差異幾近相似。

大廠模式更多些，但這些模式在實際使用中——由其在中低端器件上——使用者寥寥無幾。

圖15是一個Programmer界面。Efinity的Programmer界面比較樸素，連進度條也沒有，不過通過打印信息可以看到配置進程。

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另外Efinity仿真模型也都是能RTL代碼的形式存在，在通過第三方仿真時也不需要編譯庫等等。

Efinity也有通過指令控制之類一些軟件使用功能，這里不再一一列舉。

總結(jié)來說，Efinity是一個具備FPGA開發(fā)完整功能的集成開發(fā)環(huán)境，雖然相對大的廠商Xilinx和Intel的集成開發(fā)環(huán)境功能還有一段距離，但是只要存在的功能都顯示出了清晰明了的特征，相對都操作更簡單直接。并且在每一個版本的迭代上功能都越來越豐富。

我們也由衷期待易靈思在FPGA這個行業(yè)越做越好，為國產(chǎn)FPGA行業(yè)帶來更多創(chuàng)新和更長足的發(fā)展。

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審核編輯：劉清