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Xilinx ISE软件功能简介与IP Core(IP核)
1 Xilinx ISE软件简要介绍
Xilinx是全球领先的可编程逻辑完整解决方案的供应商,研发、制造并销售应用范围广泛的高级集成电路、软件设计工具以及定义系统级功能的IP(Intellectual Property)核长期以来一直推动着FPGA技术的发展。Xilinx的开发工具也在不断升级,集成了FPGA开发需要的所有功能,其主要特点有:
①包含了Xilinx新型Smart Compile技术,可以将实现时间缩减2.5倍,能在最短的时间内提供最高的性能,提供了一个功能强大的设计收敛环境;
②全面支持最新FPGA系列器件;
③集成式的时序收敛环境有助于快速、轻松地识别FPGA设计的瓶颈;
④可以节省一个或多个速度等级的成本,并在逻辑设计中实现最低的总成本。
Foundation Series ISE具有界面友好、操作简单的特点,再加上Xilinx的FPGA芯片占有很大的市场,使其成为非常通用的FPGA工具软件。ISE作为高效的EDA设计工具集合,与第三方软件扬长避短,使软件功能越来越强大,为用户提供了更加丰富的Xilinx平台[19]。
2 Xilinx ISE软件功能简介
ISE 的主要功能包括设计输入、综合、仿真、实现和下载,涵盖了FPGA开发的全过程,从功能上讲,其工作流程无需借助任何第三方EDA软件。
设计输入:ISE提供的设计输入工具包括用于HDL代码输入和查看报告的ISE文本编辑器,用于原理图编辑的工具ECS,用于生成IP Core Generator,用于状态机设计的StateCAD以及用于约束文件编辑的Constraint Editor等。
综合:ISE的综合工具不但包含了Xilinx自身提供的综合工具XST,同时还可以内嵌Mentor Graphics公司的LeonardoSpectrum和Synplicity公司的Synplify,实现无缝链接。
仿真:ISE本事自带了一个具有图形化波形编辑功能的仿真工具HDL Bencher,同时又提供了使用Model Tech公司的Modelsim 进行仿真的接口。
实现:此功能包括了翻译、映射、布局布线等,还具备时序分析、管脚指定以及增重设计等高级功能。
下载:下载功能包括了BitGen。用于将布局布线后的设计文件转换为位流文件,还包括了IMPACT,功能是进行设备配置和通信,控制将程序烧写到FPGA芯片中去。
使用ISE进行FPGA设计的各个过程可能涉及的设计工具如表3.1所示:
表3.1 ISE设计工具表
3 Xilinx IP Core的使用
⑴Xilinx IP Core 的基本操作
IP Core就是预先设计好、经过严格测试和优化过的电路功能模块,如乘法器、FIR滤波器、FFT处理器等,并且一般采用参数可配置的结构,方便用户根据实际情况来调用这些模块。随着FPGA模块的增加,使用IP Core完成设计已经成为发展趋势。
IP Core生成器是Xilinx FPGA设计中的一个重要工具,提供了大量成熟的、高效的IP Core为用户使用,涵盖了汽车工业、基本单元、通信和网络、数字信号处理、FPGA特点和设计、数学函数、记忆和存储单元、标准总线接口等8大类,从简单的基本设计模块到复杂的处理器一应俱全。配合Xilinx网站的IP 中心使用,能够大幅度减轻设计人员的工作量,提高设计可靠性[20]。
在工程管理区单击鼠标右键,在弹出的菜单中选择New Source,选中IP类型,在File Name文本框中输入adder,然后点击Next按键,进入IP Core目录分类页面,如下图(左)所示:
下面以加法器模块为例介绍详细操作。首先选中“Math Funcation Adder Subtracter Adder Subtracter v7.0”,点击“Next”进入下一页,选择“Finish”完成配置。这时在信息显示区会出现“Customizing IP...”的提示信息,并弹出一个“Adder Subtracter”配置对话框,然后,选中adder,设置位宽为16,然后点击“Generate”,信息显示区显示Generating IP...,直到出现Successfully generated adder的提示信息。此时在工程管理区出现一个“adder.xco”的文件。这样加法器的IP Core已经生成并成功调用。IP Core在综合时被认为是黑盒子,综合器不对IP Core做任何编译。IP Core的仿真主要是运
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