
自从去年10月Xilinx发布ISE147之后,ISE套件便暂时没有了更新计划,相当于进入了软件生命中的“中年”;而当初在2012x版本还作为ISE套件中的一个组件的Vivado,此时已经如早上8、9点钟的太阳一样冉冉升起:因为随着FPGA/SOC制造工艺、硬件单规模和设计方法的不断改进,传统的基于ISE的设计方法已经逐渐不能满足我们的要求了。所以针对新的Artix-7/Kintex-7/Virtex-7芯片,Xilinx都建议我们使用全新设计的Vivado套件来进行开发(使用Spartan-6的筒子可以在新设计中考虑向Artix-7过渡了)。此外,因为ISE套件已经没有升级计划表,所以对新的作系统也无法支持了,例如在Win8/81上面,ISE147几乎无法完美运行,而从Vivado20141版本就开始全面支持了。
直观的来看,我理解的Vivado套件,相当于把ISE、ISim、XPS、PlanAhead、ChipScope和iMPACT等多个独立的套件集合在一个Vivado设计环境中,在这个集合的设计流程下,不同的设计阶段我们采用不同的工具来完成,此时Vivado可以自动变化菜单、工具栏,可以显著提高效率:因为不需要在多个软件间来回切换、调用,白白浪大量的时间。基于Vivado IP集成器(IPI),则把我们对硬件的配置更好地集成到我们的设计中,既极大地提高了对IP的使用和管理,也帮助我们减小了软件和硬件(例如ZYNQ器件的PS)之间的隔阂。Vivado HLS则可以把现有的C代码,在一些特定的规范下直接转换为可综合的逻辑,这也将极大地提高我们实现和移植现有算法的速度。
因为Vivado套件较为复杂,所以先用一个对比测试,来检验一下它们之间的性能差别。采用的测试环境是:
作系统:win7 sp1x64
CPU:I7-4770k,开启超线程,全部超频至43GHz
ISE: 147
Vivado:20141
使用的芯片:ZYNQ系列中的xc7z020-clg400-2(设计全部在PL中实现)
待测试程序:一个用来做实时仿真的模型(算下来有140424行Verilog代码)。为了减小硬盘的延迟影响,作系统和软件都安装在SSD上面,雹盯亩而把工程文件放在RAMdisk上面(因为综合、实现的过程都需要大量的小文件读取作)。
运行的测试:输入正确的工程,但是清理所有工程文件,这样就可以从0开始完成所有的综合、翻译、映射、布局布线和升级bit流文件的所有作;使用的策略则全部用默认策略。
首先,在ISE上运行,测试开始时间是7:33:10,生成bit文件的时间源森是7:37:01,共花了231秒。
然后,在Vivado上运行。为了方便测试,在Vivado套件里直接导入ISE的工程,源文件都可以正常导入,但是约束文件需要重新配置,因为ISE使用的ucf格式,而Vivado则升级为更先进的xdc格式,需要全部重写约束文件。不过这也不是特别困难的事情,例如管脚约束的转换就比较容易:
例如,ucf为:
NET "gateway_out1[0]" LOC = Y12
NET "gateway_out1[0]" IOSTANDARD = LVCMOS18
xdc则为:
set_property PACKAGE_PIN Y12 [get_ports {gateway_out1[0]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS18 [get_ports {gateway_out1[0]}]
为了快速转换,用查找/替换可以较快的完成其中的一部分转换。
然后在Vivado中点击reset runs,如图1所示,这样会清除所有潜在的已经生成的结果(清除综合的结果时可以选择自动清除实现的结果)。
图1 reset runs
为了分发挥Vivado套件的潜力,在tcl console里输入下面的脚本:
set_param generalmaxThreads 8
这样就可以则搏分发挥最大的CPU潜力了(例如DRC检查可以使用全部的线程进行并行作)。然后运行产生比特流的作,开始时间是8:15:20,生成bit文件的时间是8:17:12,共花了112秒。
对比ISE的231秒,可以看出Vivado使用的时间只有ISE的485%。俗话说,“时间就是金”,“效率就是生命”,Vivado只用了不到ISE一半的时间就完成了这个复杂工程的全部实现过程,数据非常有说服力。当然Vivado使用的内存貌似比ISE多了几百MB,但是对于现在配置中等的机器都可以达到8GB内存的情况下,这点内存的差距还是可以忽略的。(好马配好鞍,电脑的这点投资和高端的芯片带来的性能提升和time-to-market减小相
1、选择vivado菜单“Tools”——>“Compile Simulation Libraries...”命令。2、在d出的对话框中设置器件库编译参数,液凯锋仿真工具“Simulator”选为ModelSim,语言“Language”、库“Library”、器件家族“Family”都为默认闹晌设置All(当然也可以根据自己的需求进行设置),然后在“Compiled library location”栏设置编译器孙孙件库的存放路径,这里选择新建的vivado2014_lib文件夹,此外在“Simulator executable path”栏设置Modelsim执行文件的路径,其他参数默认。
3、设置好参数后点击“Compile”按钮开始器件库的编译。
4、器件库编译结束后给出编译报告,从报告中看出0个警告和0个错误。
5、打开vivado2014_lib文件夹,便可以看到已经产生了器件库。
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