通過(guò)EDA設(shè)計(jì)工具了解FPGA的設(shè)計(jì)流程

對(duì)于初學(xué)者而言,FPGA的設(shè)計(jì)流程是否顯的又臭又長(zhǎng)呢?呵呵,如果真的有這樣的感覺(jué),沒(méi)有關(guān)系,下面我就通過(guò)對(duì)軟件的使用來(lái)了解FPGA的設(shè)計(jì)流程。

1)使用synplify pro對(duì)硬件描述語(yǔ)言編譯并生成netlist

綜合前要注意對(duì)器件的選擇，方法是在project->implementation option中對(duì)要下載的器件和網(wǎng)表的生成情況進(jìn)行選擇。綜合后的網(wǎng)表有兩種： RTL級(jí)網(wǎng)表和門(mén)級(jí)網(wǎng)表(gate netlist)，通過(guò)對(duì)網(wǎng)表的分析可以對(duì)設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)方式有初步的了解，并分析其中的錯(cuò)誤和不合理的地方，另外還可以對(duì)關(guān)鍵路徑的delay和slack進(jìn)行分析。

使用synplify pro要先新建工程，注意修改工作目錄，然后添加所要編譯的文件，要注意top文件要最后一個(gè)添加，這樣才可以保證生成的文件是以top文件來(lái)命名的

2)使用modelsim進(jìn)行功能仿真

導(dǎo)入源程序和testbench進(jìn)行仿真，并保存波形文件(.wlf)

3)使用quartusⅡ根據(jù)netlist進(jìn)行布線，并進(jìn)行時(shí)序分析

在使用quartusⅡ前要做一些必要的設(shè)置，在assignments->EDA tools setting中的simulation中選擇modelsim，并選擇選項(xiàng)run this tools automatically after compilation。如果沒(méi)有提前做這些設(shè)置，可以quartus做完編譯布線后，做同樣的設(shè)置，然后運(yùn)行EDA netlist writer和eda simulation tool

在使用synplify pro得到滿意的netlist后，可以在synplify pro中通過(guò)option-> quartusⅡ直接調(diào)用quartusⅡ，quartusⅡ?qū)ynplify pro生成的.vqm文件進(jìn)行編譯，布線。然后根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行時(shí)序分析和引腳調(diào)整。

4)使用modelsim進(jìn)行布線后仿真

由于quartusⅡ提前做了設(shè)置，因此在編譯布線完成后，會(huì)在工作目錄下生成modelsim仿真所需要的文件和庫(kù)(modelsim_work)，在modelsim中將產(chǎn)生的文件和庫(kù)所在的文件夾設(shè)置為當(dāng)前目錄，modelsim_work庫(kù)會(huì)自動(dòng)導(dǎo)入，新建工程會(huì)提示所使用的modelsim.ini文件，應(yīng)使用quartus生成的，然后導(dǎo)入文件(包括testbench)，進(jìn)行編譯，仿真的時(shí)候在library中添加modelsim_work庫(kù)，在sdf選項(xiàng)中可以添加quartus生成的延遲信息文件.sdo，注意作用域的選擇，如果testbench中調(diào)用被測(cè)試模塊的語(yǔ)句是send3a tb，那么作用域應(yīng)該寫(xiě)tb，在option選擇中可以選擇是否看代碼覆蓋率。另外，還可以將布線后的仿真結(jié)果與功能仿真的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。下圖就是小型Soc中send3a模塊前后仿真的對(duì)比圖

從圖中可以看出，除了有一定的延遲外，輸出波形不變。

5)將quartus的波形轉(zhuǎn)化成testbench的方法：

畫(huà)好波形后，通過(guò)file->export可以將波形輸出到quatus的工作目錄，verilog語(yǔ)言擴(kuò)展名為.vt，修改為.v后可以在modelsim中使用，需要說(shuō)明的是如果波形中包括輸出端口的話，輸出的testbench包含三個(gè)模塊，一般情況下，只需將輸入波形畫(huà)好后，輸出到testbench就可以。

實(shí)際上,我們可以看出,整個(gè)過(guò)程實(shí)際就是: 代碼編寫(xiě)--->功能仿真---->綜合---->布局,布線---->門(mén)級(jí)仿真----->下載------>板子調(diào)試這樣一看,原來(lái)HDL設(shè)計(jì)流程其實(shí)也很明了和簡(jiǎn)單..不是嗎??