通過(guò)EDA設計工具了解FPGA的設計流程

對于初學(xué)者而言,FPGA的設計流程是否顯的又臭又長(cháng)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)對軟件的使用來(lái)了解FPGA的設計流程。

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

綜合前要注意對器件的選擇，方法是在project->implementation option中對要下載的器件和網(wǎng)表的生成情況進(jìn)行選擇。綜合后的網(wǎng)表有兩種： RTL級網(wǎng)表和門(mén)級網(wǎng)表(gate netlist)，通過(guò)對網(wǎng)表的分析可以對設計的實(shí)現方式有初步的了解，并分析其中的錯誤和不合理的地方，另外還可以對關(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netlist進(jìn)行布線(xiàn)，并進(jìn)行時(shí)序分析

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

在使用synplify pro得到滿(mǎn)意的netlist后，可以在synplify pro中通過(guò)option-> quartusⅡ直接調用quartusⅡ，quartusⅡ對synplify pro生成的.vqm文件進(jìn)行編譯，布線(xiàn)。然后根據設計要求進(jìn)行時(shí)序分析和引腳調整。

4)使用modelsim進(jìn)行布線(xiàn)后仿真

由于quartusⅡ提前做了設置，因此在編譯布線(xiàn)完成后，會(huì )在工作目錄下生成modelsim仿真所需要的文件和庫(modelsim_work)，在modelsim中將產(chǎn)生的文件和庫所在的文件夾設置為當前目錄，modelsim_work庫會(huì )自動(dòng)導入，新建工程會(huì )提示所使用的modelsim.ini文件，應使用quartus生成的，然后導入文件(包括testbench)，進(jìn)行編譯，仿真的時(shí)候在library中添加modelsim_work庫，在sdf選項中可以添加quartus生成的延遲信息文件.sdo，注意作用域的選擇，如果testbench中調用被測試模塊的語(yǔ)句是send3a tb，那么作用域應該寫(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(xiàn)后的仿真結果與功能仿真的結果進(jìn)行對比。下圖就是小型Soc中send3a模塊前后仿真的對比圖

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(huà)，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(xiàn)---->門(mén)級仿真----->下載------>板子調試這樣一看,原來(lái)HDL設計流程其實(shí)也很明了和簡(jiǎn)單..不是嗎??