FPGA設計開(kāi)發(fā)軟件Quartus II的使用技巧之： LogicLock邏輯鎖定工具使用技巧
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5.8LogicLock邏輯鎖定工具使用技巧
5.8.1邏輯鎖定方法學(xué)
邏輯鎖定方法學(xué)（LogicLockMethodology）內容就是在設計時(shí)采用邏輯鎖定的基于模塊設計流程（LogicLockblock-baseddesignflow），來(lái)達到固定單模塊優(yōu)化的目的。這種設計方法學(xué)中第一次引入了高效團隊合作方法：它可以讓每個(gè)單模塊設計者獨立優(yōu)化他的設計，并把所用資源鎖定。
本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/201706/348819.htm這樣在合成頂層設計時(shí)就可以保持每個(gè)模塊的性能，而且它還讓邏輯模塊可重復使用，提高了資源利用率，縮短了設計周期。邏輯鎖定的基于模塊設計流程與傳統設計流程對比如圖5.37所示。
圖5.37兩種設計流程比較
5.8.2邏輯鎖定優(yōu)勢
性能不變，而設計周期更短。使用LogicLock約束，邏輯模塊只需優(yōu)化一次。通過(guò)約束達到性能要求后，LogicLock區域的回傳機制將此性能指標保持不變。例如，設計人員可以在設計中使用一個(gè)PCI宏函數，鎖定布局和性能指標。在設計中，加入其他邏輯模塊或者在其他區域中改變邏輯都不會(huì )影響PCI核的性能。LogicLock流程減少了完成一個(gè)工程所需的設計周期數量。
更強的分層次設計流程。設計人員通過(guò)LogicLock流程，可以保持每個(gè)模塊的特性不變，通過(guò)分層次區域實(shí)施很快地達到性能指標。采用LogicLock方法學(xué)，設計人員或者設計團隊可以在設計中獨立工作，完成布局布線(xiàn)，優(yōu)化和對每個(gè)設計模塊的驗證。在集成階段，只需對整個(gè)系統進(jìn)行驗證。布局和每個(gè)模塊的性能保持不變。
優(yōu)化的設計重復使用流程。LogicLock約束可以由外部輸入。由于LogicLock方法允許將單個(gè)約束過(guò)的設計模塊輸入到多個(gè)設計中去，因此設計可以方便地重復使用。如圖5.38所示為工程師獨立開(kāi)發(fā)的模塊在多個(gè)工程中使用的例子，模塊在每個(gè)實(shí)施中都有相同的性能。
圖5.38LogicLock設計的重復使用
5.8.3邏輯鎖定參數設置
LogicLock區域參數設置在LogicLock區域中，設計人員可以控制布局。這些區域為真正的分層次設計提供基本構架，設計中改變一個(gè)模塊不會(huì )影響到區域中其他模塊的性能。表5.4所示為控制LogicLock區域行為的各種參數含義。默認的選項分別是浮動(dòng)、自動(dòng)、關(guān)閉和硬區域。
表5.4 LogicLock區域參數
參數 | 選項 | 特征 |
狀態(tài) | 浮動(dòng)、鎖定 | 浮動(dòng)區允許QuartusII軟件決定器件上的區域位置。鎖定區是區域中用戶(hù)定義的位置，在圖形平面配置圖上以實(shí)線(xiàn)邊界標出，鎖定區必須有固定的大小 |
大小 | 自動(dòng)、固定 | 自動(dòng)大小區允許QuartusII軟件決定區域的合適大小，固定區域含有用戶(hù)定義的形狀和大小 |
保留 | 關(guān)閉、打開(kāi) | 保留特性允許用戶(hù)定義區域中的資源能否用于沒(méi)有分配給區域的實(shí)體。如果保留打開(kāi)，則只有分配給區域的項目才可以在區域內布放 |
執行 | 硬、軟 | 軟區域有更寬松的時(shí)間約束，允許總設計的性能提高后，將一些實(shí)體置于區域之外。硬區域不允許將內容放置在區域邊界之外 |
原點(diǎn) | 平面配置圖的任一位置 | 原點(diǎn)定義為L(cháng)ogicLock區域放置在平面配置圖上時(shí)其左上角位置 |
5.8.4邏輯鎖定流程
首先，分析整體資源利用率，如果采用的FPGA芯片容量足夠，理論上只要保證重點(diǎn)模塊的資源利用率，就能保證整體設計的性能；然后采用邏輯鎖定的基于模塊設計流程（LogicLockblock-baseddesignflow）進(jìn)行設計，步驟如下。
（1）在Quartus®中綜合單個(gè)底層模塊。
（2）優(yōu)化重點(diǎn)模塊，進(jìn)行邏輯鎖定。
（3）反標（back-annotaing）。
（4）導出模塊邏輯鎖定約束信息，包括原級網(wǎng)表（atomnetlist）文件（.vqm）、布局信息（placementinformation）文件（qsf）和布線(xiàn)信息（routinginformation）文件（.rcf）。
（5）將這些約束文件導入頂層（top-level）工程中。
（6）編譯和驗證整個(gè)頂層設計。
（7）編譯完成后，查看時(shí)序分析界面是否達到要求。
以上介紹的邏輯鎖定的具體方法可以參照5.11小節。
通過(guò)應用一種新的設計方法學(xué)——邏輯鎖定方法學(xué)（LogicLockMethodology），采用了模塊化、團隊化的設計流程，對重點(diǎn)模塊進(jìn)行優(yōu)化，解決了傳統設計流程無(wú)法解決的問(wèn)題，同時(shí)對其他FPGA設計工程中類(lèi)似的問(wèn)題提供了可借鑒的思路。
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