提升創造力的數字設計工具：FPGA Editor(08-100)

　　工程師在設計過程中，經常需要一定的創造力(不妨稱之為數字管道膠帶)才能夠保證設計的順利完成。過去8年時間里，我曾經目睹許多優秀工程師利用這一方法出色地完成了許多工作，而他們采用的最主要工具就是FPGA Editor。

　　利用FPGA Editor，你可以察看完成的設計并確定是否在FPGA構造一級真正實現了設計意圖 – 而這對于任何工程師或現場應用工程師來說都是非常需要的。假設你拿到協作者的設計，需要對其進行修改，但他們的HDL源代碼非常難于理解，或者根本沒有任何注釋或文檔。也許你只是想將某些時鐘邏輯鎖定，但卻不知道實例的名稱或者如何將其鎖在所希望的位置。下面討論的一些用來探查FPGA構造以及創建命令行補丁的技巧可以幫助設計人員滿足不斷迫近的任務期限要求。

　　FPGA構造勘察技巧

　　當賽靈思發布針對新FPGA器件的工具時，通常我做的第一件事就是打開FPGA Editor來勘察FPGA器件的內部構造。具體做法是找到Xilinx → ISE →Accessories菜單并點擊FPGA Editor圖標，或者在命令行鍵入fpga_editor。圖形用戶界面打開后，在File菜單下選擇New。FPGA Editor會詢問設計文件名稱和物理約束文件。此時還沒有任何設計文件，因此隨便鍵入一個設計文件名(例如，test.ncd)，并選擇希望察看的器件類型。FPGA Editor將會使用同樣的名字作為物理約束文件的名稱，并加載一個空白設計。

　　另一種方法是編譯隨軟件提供的某個ISE工具套件設計例子，并將其加載到FPGA Editor中來察看FPGA構造。加載一個設計實例可以顯示更多細節，并且更容易定位感興趣的項目。

　　在FPGA Editor中瀏覽只需要記住兩件事：

　　1、如何利用CTRL / Shift快捷鍵進行放大縮小。

　　2、如果利用F11鍵放大選定的項目。

　　不使用GUI按鈕快速縮放的方法是，按住Ctrl 和 Shift鍵，然后分別利用鼠標左鍵和右鍵進入放大和縮小。要想快速找到任何項目，在GUI右上角的列表窗口(List window)中選擇該項目即可。一旦定位了想找的項目，按F11鍵。陣列窗口(Array window)就會放大顯示該項目。

　　FPGA Editor有四個主要窗口：列表(List)、全局(World)、陣列(Array)和塊(Block)。List窗口顯示設計中所有活動的項目。通過此窗口頂部的下拉菜單可選擇其內容 – 列表內容包括已經布局或還未使用的部件、網絡或未布線的網絡等等。

　　全局視圖窗口(World Windows)始終顯示完整FPGA硅片視圖，這在試圖確定某個網絡的布線情況時非常有用。同時，陣列窗口(Array window)則是FPGA構造和邏輯的動態視圖。如果雙擊Array視圖中的任何項目，會顯示Block視圖，給出所選擇項目或邏輯單元的詳細情況。

　　利用FPGA Editor，你可以察看物理實施后的設計并確定是否在FPGA構造一級真正實現了設計意圖 – 而這對于任何工程師或現場應用工程師來說都是非常需要的。

　　為方便瀏覽或對設計進行編輯，這些窗口可以復制。許多情況下，打開第二個Array窗口會比較方便同時在設計的兩個不同部分工作。例如，假設需要在全局時鐘緩沖器和芯片底部的觸發器之間增加一條布線。如果在一個Array窗口中顯示全局時鐘緩沖器的輸出，另一個Array窗口則顯示觸發器時鐘輸入，那么會做起來會更方便。不然的話就必須來回縮放來定位布線的兩端，顯然這很繁瑣。

　　在FPGA Editor GUI的右側是一組由20個功能按鈕組成的工具條，用于設計察看和編輯。通過編輯$XILINX/data目錄下的fpga_editor.ini文件可以增加更多功能按鈕。當察看設計時，應當隨時使用INFO按鈕。該功能會將所選擇項目的所有信息轉錄到控制臺(Console)窗口。這一功能非常方便，你可以在控制臺窗口中標注數據并將其拷貝到其它地方使用，例如編寫UCF約束。