針對未來(lái)十年 “All Programmable”器件的顛覆之作

　　流程自動(dòng)化，非流程強制化

　　在 Vivado 設計套件構建過(guò)程中，賽靈思工具團隊遵循這樣的原則“自動(dòng)化設計方式，不強制設計方式”。Feist 說(shuō)：“不管用戶(hù)用 C、C++、SystemC、VHDL、Verilog、System Verilog、MATLAB 還是 Simulink 開(kāi)始編程，也不管他們用的是我們的 IP 還是第三方的 IP，我們提供了一種實(shí)現所有流程自動(dòng)化，幫助客戶(hù)提高生產(chǎn)力的方法。我們還充分考慮到我們的用戶(hù)的各種技能水平和偏好，既能滿(mǎn)足需要全按鍵式流程的客戶(hù)的要求，也能滿(mǎn)足在設計流程的每一步都進(jìn)行分析的客戶(hù)的要求，甚至還能滿(mǎn)足那些認為用 GUI 的是低手，喜歡用 TCL 以命令行或批處理模式完成全部設計流程的客戶(hù)的要求。用戶(hù)能夠根據自己的特定需求，選用套件功能。”

　　為進(jìn)一步增強所有用戶(hù)的設計體驗，賽靈思在 Vivado 設計套件中加入了某些奇妙的新功能，同時(shí)為深受客戶(hù)贊譽(yù)的 FPGA 編輯器增加了芯片編輯器功能。

　　IP 封裝器、集成器和目錄

　　賽靈思的工具架構團隊把重點(diǎn)放在新套件專(zhuān)門(mén)的 IP 功能設計上，以便于 IP 的開(kāi)發(fā)、集成與存檔。為此，賽靈思開(kāi)發(fā)出了 IP 封裝器、IP 集成器和可擴展 IP 目錄三種全新的 IP 功能。

　　Feist 表示：“今天很難找到不采用IP 的 IC 設計。我們采用業(yè)界標準，提供專(zhuān)門(mén)便于 IP 開(kāi)發(fā)、集成和存檔/維護的工具，這都有助于我們生態(tài)系統合作伙伴中的 IP 廠(chǎng)商和客戶(hù)快速構建 IP，提高設計生產(chǎn)力。目前已有 20 多家廠(chǎng)商提供支持該最新套件的 IP。”

　　采用 IP 封裝器，賽靈思的客戶(hù)、賽靈思公司自己的 IP 開(kāi)發(fā)人員和賽靈思生態(tài)環(huán)境合作伙伴可以在設計流程的任何階段將自己的部分設計或整個(gè)設計轉換為可重用的內核，這里的設計可以是 RTL、網(wǎng)表、布局后的網(wǎng)表甚至是布局布線(xiàn)后的網(wǎng)表。IP 封裝器可以創(chuàng )建 IP 的 IP-XACT 描述，這樣用戶(hù)使用新型 IP 集成器就能方便地將 IP 集成到未來(lái)設計中。IP 封裝器在 XML 文件中設定了每個(gè) IP 的數據。Feist 說(shuō)一旦 IP 封裝完成，用 IP 集成器功能就可以將 IP 集成到設計的其余部分。

　　Feist 說(shuō)：“IP 集成器可以讓客戶(hù)在互聯(lián)層面而非引腳層面將 IP 集成到自己的設計中?？梢詫?IP 逐個(gè)拖放到自己的設計圖(canvas)上，IP 集成器會(huì )自動(dòng)提前檢查對應的接口是否兼容。如果兼容，就可以在內核間劃一條線(xiàn)，然后集成器會(huì )自動(dòng)編寫(xiě)連接所有引腳的具體 RTL。”

　　Feist 表示：“這里的重點(diǎn)是可以取出已用 IP 集成器集成的四五個(gè)模塊的輸出，然后通過(guò)封裝器再封裝。這樣就成了一個(gè)其他人可以重新使用的 IP。這種 IP 不一定必須是 RTL，可以是布局后的網(wǎng)表，甚至可以是布局布線(xiàn)后的網(wǎng)表模塊。這樣可以進(jìn)一步節省集成和驗證時(shí)間。”

　　第三大功能是可擴展 IP 目錄，它使用戶(hù)能夠用他們自己創(chuàng )建的 IP 以及賽靈思和第三方廠(chǎng)商許可的 IP 創(chuàng )建自己的標準 IP 庫。賽靈思按照 IP-XACT 標準要求創(chuàng )建的該目錄能夠讓設計團隊乃至企業(yè)更好的組織自己的 IP，供整個(gè)機構共享使用。Feist 稱(chēng)賽靈思系統生成器 (System Generator) 和 IP 集成器均已與Vivado 可擴展 IP 目錄集成，故用戶(hù)可以輕松訪(fǎng)問(wèn)編目 IP 并將其集成到自己的設計項目中。

　　Vivado 產(chǎn)品營(yíng)銷(xiāo)總監 Ramine Roane指出：“以前第三方 IP 廠(chǎng)商用 Zip 文件交付的IP格式各異，而現在他們交付的 IP，不僅格式統一，可立即使用，而且還與 Vivado 套件兼容。”

　　Vivado HLS 把 ELS帶入 主流

　　可能 Vivado 設計套件采用的眾多新技術(shù)中，最具有前瞻性的要數新的 Vivado HLS(高層次綜合)技術(shù)，這是賽靈思 2010 年收購 AutoESL 后獲得的。在收購這項業(yè)界最佳技術(shù)之前，賽靈思對商用 ESL 解決方案進(jìn)行了廣泛評估。市場(chǎng)調研公司 BDTI 的研究結果幫助賽靈思做出了收購決策。

　　Feist 表示：“Vivado HLS 全面覆蓋 C、C++、SystemC，能夠進(jìn)行浮點(diǎn)運算和任意精度浮點(diǎn)運算。這意味著(zhù)只要用戶(hù)愿意，可以在算法開(kāi)發(fā)環(huán)境而不是典型的硬件開(kāi)發(fā)環(huán)境中使用該工具。這樣做的優(yōu)點(diǎn)在于在這個(gè)層面開(kāi)發(fā)的算法的驗證速度比在 RTL 級有數量級的提高。這就是說(shuō)，既可以讓算法提速，又可以探索算法的可行性，并且能夠在架構級實(shí)現吞吐量、時(shí)延和功耗的權衡取舍。”

　　設計人員使用 Vivado HLS 工具可以通過(guò)各種方式執行各種功能。為了演示方便，Feist 講解了用戶(hù)如何通過(guò)一個(gè)通用的流程進(jìn)行 Vivado HLS 開(kāi)發(fā) IP 并將其集成到自己的設計當中。