隨著 Xilinx ISE 設(shè)計(jì)套件 11.1 的推出,,賽靈思在優(yōu)化設(shè)計(jì)方法,、更好地滿(mǎn)足不同技能客戶(hù)的多樣化需求,,以及幫助客戶(hù)利用賽靈思 FPGA 目標(biāo)設(shè)計(jì)平臺(tái)進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)方面邁出了一大步。賽靈思 ISE 設(shè)計(jì)套件 11.1同時(shí)推出四種全新的工具流程,,專(zhuān)為邏輯設(shè)計(jì)人員,、嵌入式開(kāi)發(fā)人員,、DSP算法開(kāi)發(fā)人員以及系統(tǒng)集成人員量身定制,,以滿(mǎn)足他們的不同要求,。
2009 年賽靈思版權(quán)所有。Xilinx,、Xilinx 徽標(biāo),、Virtex,、Spartan,、ISE、以及本文涉及的其它指定品牌均為賽靈思公司在美國(guó)及其它國(guó)家的商標(biāo),。MATLAB 以及 Simulink 均為 The MathWorks 公司的注冊(cè)商標(biāo),。PCI、PCle 以及 PCI E 為 PCI-SIG 的商標(biāo),,須得到許可后才可使用,。PowerPC 名稱(chēng)及徽標(biāo)為 IBM 公司的注冊(cè)商標(biāo),須得到許可才可使用,。所有其它商標(biāo)均歸其各自所有者所有,。
此前,賽靈思的客戶(hù)主要是邏輯設(shè)計(jì)人員,,他們是精通硬件設(shè)計(jì)和硬件描述語(yǔ)言 (HDL) 的電氣工程師,。不過(guò),在過(guò)去 8 年間,,隨著各代 Virtex 和 Spartan FPGA 產(chǎn)品的推出,,邏輯單元以及 MPU 和 DSP 等嵌入式軟硬件處理器呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。在此情況下,,賽靈思的客戶(hù)中迅速增加了大量嵌入式軟硬件工程師,、DSP 算法開(kāi)發(fā)人員和系統(tǒng)集成人員,他們都使用賽靈思的器件來(lái)構(gòu)建高級(jí)片上系統(tǒng),。也就是說(shuō),,不僅多領(lǐng)域的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)在使用賽靈思的器件,而且很多情況下,,就連對(duì) HDL設(shè)計(jì)不了解或了解甚少的人如今也都在用賽靈思 FPGA開(kāi)展系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作,。
在推出 ISE 設(shè)計(jì)套件 11.1之前,,賽靈思為所有客戶(hù)提供了一套完整的工具和 IP。每個(gè)用戶(hù)可以根據(jù) FPGA 編程的需要選擇使用不同的工具,。不過(guò),,如果客戶(hù)對(duì)邏輯/連接設(shè)計(jì)不熟悉的話(huà),可能會(huì)對(duì)眾多工具和IP的選擇感到無(wú)所適從,。舉例來(lái)說(shuō),,如果客戶(hù)不熟悉硬件調(diào)試,可能就不了解 ChipScope Pro 分析器的優(yōu)點(diǎn),,不知道這款工具能自動(dòng)完成調(diào)試任務(wù),,可以幫助用戶(hù)簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)工作。為了幫助不同設(shè)計(jì)領(lǐng)域的用戶(hù)在熟悉的可定制環(huán)境中更高效地開(kāi)展設(shè)計(jì)工作,,賽靈思現(xiàn)在推出了四種全新的ISE 設(shè)計(jì)套件配置版本:邏輯版本,、嵌入式版本、DSP 版本和系統(tǒng)版本(見(jiàn)圖 1),。
圖 1:全新工具流程
賽靈思對(duì)不同領(lǐng)域的客戶(hù)進(jìn)行了認(rèn)真地調(diào)查,,了解其設(shè)計(jì)方法,看看他們會(huì)使用賽靈思和第三方合作伙伴提供的哪些工具成功進(jìn)行賽靈思 FPGA設(shè)計(jì)工作,。
賽靈思的軟件設(shè)計(jì)部根據(jù)上述調(diào)查研究推出了四種全新的 ISE 設(shè)計(jì)套件 配置版本,。這四種配置版本既能幫助經(jīng)驗(yàn)豐富的客戶(hù)優(yōu)化工具選購(gòu),也能幫助FPGA設(shè)計(jì)新手輕松確定哪些工具最適合他們的設(shè)計(jì)需求,。每個(gè)配置版本都配套提供全面的設(shè)計(jì)創(chuàng)建,、驗(yàn)證和實(shí)施工具以及針對(duì)特定領(lǐng)域的 IP。
上述四種新版本都可以定制,,因此用戶(hù)能根據(jù)設(shè)計(jì)流程的需要選擇添加賽靈思或第三方合作伙伴提供的其他工具,。賽靈思不會(huì)規(guī)定用戶(hù)的設(shè)計(jì)流程,而是創(chuàng)建了可擴(kuò)展,、可定制的基礎(chǔ)流程,。此外,設(shè)計(jì)經(jīng)理可根據(jù)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的需求和每名設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)成員的實(shí)際技能選擇最適當(dāng)?shù)脑S可證數(shù)量和類(lèi)型,。舉例來(lái)說(shuō),,新推出的四種配置版本允許客戶(hù)為設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)添加諸如賽靈思軟件開(kāi)發(fā)套件 (SDK) 等額外的許可證選項(xiàng),這樣設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)就能讓數(shù)名軟件開(kāi)發(fā)人員為單個(gè) FPGA 編寫(xiě)代碼,,而不必像過(guò)去那樣購(gòu)買(mǎi)整套嵌入式開(kāi)發(fā)套件 (EDK),。
全新 ISE 設(shè)計(jì)套件配置版本的推出是賽靈思目標(biāo)設(shè)計(jì)平臺(tái)戰(zhàn)略的關(guān)鍵部分,可幫助賽靈思集中精力推出市場(chǎng)上最佳的 FPGA硅芯片,,并配套提供業(yè)界一流的軟硬件設(shè)計(jì)工具,、IP、開(kāi)發(fā)板以及技術(shù)支持,幫助客戶(hù)取得成功,,并讓客戶(hù)集中精力開(kāi)展增值設(shè)計(jì)工作,,盡快向市場(chǎng)推出創(chuàng)新設(shè)計(jì)。參見(jiàn):WP306,,賽靈思目標(biāo)設(shè)計(jì)平臺(tái):推動(dòng)“可編程技術(shù)勢(shì)在必行”之趨勢(shì),。
全新 ISE 設(shè)計(jì)套件配置版本
賽靈思 ISE 設(shè)計(jì)套件 11.1提供了四種全新的不同配置版本:邏輯版本、嵌入式版本,、DSP 版本和系統(tǒng)版本,。每種版本都提供完整的設(shè)計(jì)流程,包括相關(guān)工具,、針對(duì)特定領(lǐng)域和應(yīng)用的IP,,以及參考設(shè)計(jì)。
除了提供上述四種全新的ISE 設(shè)計(jì)套件配置版本外,,賽靈思還繼續(xù)推出 ISE WebPACK軟件(賽靈思工具流程的限定器件版),、SDK、ChipScope Pro 分析器,、EDK和DSP(AccelDSP 綜合工具和System Generator for DSP),,作為獨(dú)立的產(chǎn)品供用戶(hù)添加到自己的流程中。
邏輯版本
全新邏輯版本是面向RTL設(shè)計(jì)的完整流程,,其特性有助于縮短運(yùn)行時(shí)間,,提高存儲(chǔ)器利用率,、可用性,、精確度,以及優(yōu)化功耗等,,相對(duì)于前一版本而言,,不僅能將動(dòng)態(tài)功耗降低高達(dá) 10%,存儲(chǔ)器利用率提高28%,,而且還可將布局和布線(xiàn)編譯時(shí)間縮短1/2,。
邏輯版本既可作為所有賽靈思設(shè)計(jì)人員所選版本流程的基礎(chǔ),也可作為一個(gè)獨(dú)立的套件,,其包括所有賽靈思老客戶(hù)熟悉的工具,。
邏輯版本包括 ISE Foundation 軟件、PlanAhead 設(shè)計(jì)分析工具,、帶Serial I/O工具包的 ChipScope Pro 分析器,、ISE Simulator 以及 CORE Generator 工具 IP。
邏輯版本:創(chuàng)建設(shè)計(jì)方案
在邏輯版本流程中,,用戶(hù)可在 ISE Foundation 中打開(kāi) ISE Project Navigator以啟動(dòng)項(xiàng)目,。利用該工具,用戶(hù)可啟動(dòng) CORE Generator 界面并選擇最適合設(shè)計(jì)需要的 IP 核。隨后用戶(hù)可用 Project Navigator 中的 HDL 編輯器來(lái)編寫(xiě)設(shè)計(jì)方案的 HDL 表示,。CORE Generator 軟件包括數(shù)百個(gè)針對(duì)專(zhuān)門(mén)領(lǐng)域和應(yīng)用的內(nèi)核,,允許用戶(hù)快速將預(yù)定義的功能添加到設(shè)計(jì)方案中,從而集中主要精力創(chuàng)建設(shè)計(jì)方案的增值部分,。在 ISE 設(shè)計(jì)套件 11.1 工具中,,賽靈思針對(duì)視頻市場(chǎng)需求增加了新的IP,也為所有賽靈思內(nèi)核提供了版本數(shù)據(jù),,使用戶(hù)全面監(jiān)控內(nèi)核情況,。
設(shè)計(jì)人員隨后可用 ISE 設(shè)計(jì)套件 軟件中的賽靈思存儲(chǔ)器接口生成器 (MIG) 工具生成適用于賽靈思 FPGA 的存儲(chǔ)器控制器和接口。MIG 工具還可生成未加密的 Verilog 或 VHDL 設(shè)計(jì)文件,、UCF 約束文件,、仿真文件和實(shí)施腳本文件,以簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)流程,。在上一版本的 ISE 設(shè)計(jì)套件 軟件中,,MIG 用戶(hù)在修改存儲(chǔ)器模塊的引腳分配時(shí)必須了解布局、布線(xiàn)和時(shí)序限制情況,。在 ISE 設(shè)計(jì)套件 11.1 中,,賽靈思對(duì)相關(guān)工具進(jìn)行了改進(jìn),布局和布線(xiàn)引擎在存儲(chǔ)器接口的引腳分配發(fā)生變動(dòng)時(shí)能自動(dòng)實(shí)施設(shè)計(jì)方案(用戶(hù)不必手動(dòng)改變布局和布線(xiàn)限制),。此外,,在將功能集成到設(shè)計(jì)方案中時(shí),用戶(hù)還能獲得 PCIe 接口內(nèi)核的可預(yù)見(jiàn)時(shí)序功能,。ISE 設(shè)計(jì)套件 11.1 工具目前支持 DDR3 SDRAM,、DDR2 SDRAM、DDR SDRAM,、QDRII SRAM,、DDRII SRAM以及RLDRAM II。
用戶(hù)選定模塊并創(chuàng)建 HDL 表達(dá)后,,即可綜合設(shè)計(jì)方案,,執(zhí)行平面規(guī)劃,并前瞻性地進(jìn)行引腳分配,。
針對(duì)邏輯綜合,,ISE 設(shè)計(jì)套件 軟件提供了內(nèi)置的 XST 綜合引擎。在 ISE 設(shè)計(jì)套件 11.1 中,,XST 綜合的運(yùn)行速度比上一版本平均提高 1.6 倍,。
所有 ISE 軟件版本的捆綁(包括 ISE WebPACK 工具)都免費(fèi)配套提供 PlanAhead 軟件的完整版。PlanAhead 工具是一款功能齊全的設(shè)計(jì)分析駕駛艙,,提供了高級(jí) FPGA 實(shí)施管理的關(guān)鍵特性,,如I/O引腳分配,、平面規(guī)劃、設(shè)計(jì)分析和實(shí)施等功能?,F(xiàn)在,,我們可從 Project Navigator 中調(diào)用 PlanAhead 工具,執(zhí)行引腳規(guī)劃和平面規(guī)劃等工作,。此外該工具也可作為獨(dú)立的可執(zhí)行文件使用,,提供高級(jí)實(shí)施和調(diào)試功能。
在 ISE 設(shè)計(jì)套件 11.1 中,,用戶(hù)能通過(guò) PlanAhead 工具獲得 ChipScope Pro 調(diào)試工具內(nèi)核插入功能,,其中包括全新向?qū)Чδ埽軒椭脩?hù)在所有設(shè)計(jì)方案中方便地插入測(cè)試監(jiān)控邏輯,,從而更方便地監(jiān)控信號(hào),,隨后還能通過(guò) ChipScope Pro 工具查找錯(cuò)誤。
設(shè)計(jì)人員可用 PlanAhead 軟件的引腳布局功能來(lái)進(jìn)行引腳分配,,再將引腳布局信息發(fā)送給PCB 設(shè)計(jì)人員,,從而盡早啟動(dòng) PCB 開(kāi)發(fā)工作。
邏輯版本用戶(hù)還能在設(shè)計(jì)流程的各個(gè)環(huán)節(jié)利用 PlanAhead 軟件中的 TimeAhead 功能來(lái)獲得實(shí)施布局和布線(xiàn)估算,,了解給定的平面規(guī)劃安排對(duì)時(shí)序預(yù)算會(huì)產(chǎn)生什么影響,。用戶(hù)獲得大致的平面規(guī)劃后,就能利用實(shí)施運(yùn)行功能,。該功能驅(qū)動(dòng) ISE 軟件的布局和布線(xiàn)引擎創(chuàng)建一種或多種不同設(shè)計(jì)實(shí)施方案,,以及嘗試多種不同的布局方案,并最終確定在單元利用率,、節(jié)能和設(shè)計(jì)性能等方面表現(xiàn)最出色的布局方案,。在布局過(guò)程中,用戶(hù)可發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)時(shí)序違規(guī)的區(qū)域,,然后對(duì)功能和模塊調(diào)整修改,,優(yōu)化設(shè)計(jì)方案,解決時(shí)序問(wèn)題,,并快速再次運(yùn)行實(shí)施方案來(lái)比較結(jié)果。
邏輯版:采用 ISE 設(shè)計(jì)套件 驗(yàn)證設(shè)計(jì)方案
邏輯版還包含廣泛系列的分析與測(cè)試工具,,可幫助用戶(hù)驗(yàn)證其設(shè)計(jì)方案的功能性,、時(shí)序與功耗。
邏輯版針對(duì)邏輯仿真提供了 ISim 仿真器,。此外也可使用 Mentor Graphics ModelSim Xilinx Edition (MXE-III),、Cadence NCSim 以及 Synopsys VCS 仿真器。在 ISE 11.1 軟件中,,ISim的運(yùn)行速度比此前版本 10.1 (service pack 3) 快 2 倍,。ISE 軟件的邏輯版還集成了更快速的SecureIP 仿真模型,能對(duì)專(zhuān)用模塊進(jìn)行建模。此外,,ISim 現(xiàn)在還提供了類(lèi)似于示波器的波形察看器和導(dǎo)航功能,,能編寫(xiě) Switching Activity Interchange Format (SAIF) 以支持賽靈思 XPower工具的功率估算,同時(shí)還能導(dǎo)入和導(dǎo)出用戶(hù)波形設(shè)置,。
邏輯版針對(duì)功耗分析提供了 XPower Estimator 和 Analyzer 工具,。用戶(hù)首先通過(guò)輸入頻率、器件利用率以及 I/O 類(lèi)型等數(shù)據(jù)完成 XPower Estimator 的數(shù)據(jù)表單,,明確其設(shè)計(jì)方案的功耗目標(biāo),。設(shè)計(jì)方案的放置和布線(xiàn)完成后,用戶(hù)可使仿真器生成 VCD 文件,,并用 XPower Analyzer 確保設(shè)計(jì)方案能夠滿(mǎn)足其功耗目標(biāo),。
在邏輯版中,ChipScope Pro 工具使用戶(hù)能直接在其設(shè)計(jì)方案中插入邏輯分析器,、總線(xiàn)分析器以及虛擬 I/O 低規(guī)范軟件內(nèi)核 (Low-profile software core),。用戶(hù)插入分析器 IP 后,即可查看嵌入式或軟處理器等所有內(nèi)部信號(hào)或節(jié)點(diǎn),,如同使用了外接示波器,。
ISE 11.1軟件還提供了 ChipScope Pro Serial I/O 工具套件作為 ISE 設(shè)計(jì)套件 各版本的標(biāo)準(zhǔn)特性。該工具使用戶(hù)能夠設(shè)置并調(diào)試 Virtex-4 FX,、Virtex-5 LXT,、Virtex-5 SXT、Virtex-5 FXT 以及 Virtex-5 TXT FPGA 串行 I/O 通道,,測(cè)量多通道的比特誤差率,,在串行 I/O 通道與系統(tǒng)其他部分交互的同時(shí)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)高速串行收發(fā)器參數(shù)等。此外,,該工具還包含支持所有標(biāo)準(zhǔn)串行 I/O 數(shù)據(jù)分組的內(nèi)置模式生成器和模式接收機(jī),。
邏輯版:采用 ISE 設(shè)計(jì)套件 實(shí)施設(shè)計(jì)
邏輯版還包含更高性能的放置與布線(xiàn)引擎。
賽靈思已添加了最新的內(nèi)置活動(dòng)估算引擎來(lái)實(shí)施工具流程,,能在設(shè)計(jì)的實(shí)施階段自動(dòng)識(shí)別功耗大的模塊,。識(shí)別出功耗大的模塊之后,該工具可執(zhí)行再綜合任務(wù),,以便在相關(guān)模塊中重新編輯可減少這些模塊中開(kāi)關(guān)元件的邏輯,。
此外,賽靈思還在 ISE 軟件中為放置和布線(xiàn)引擎添加了新的功耗降低特性,。ISE 11.1 軟件放置器現(xiàn)在可提供最新的時(shí)鐘門(mén)控特性,,在用戶(hù)的指導(dǎo)下可采用全局時(shí)鐘緩沖器來(lái)替代高扇出寄存器時(shí)鐘啟用機(jī)制,而該特性反過(guò)來(lái)不僅有助于減小布線(xiàn)電容,,而且還能夠最大限度地縮短連線(xiàn)長(zhǎng)度,,從而使器件的整體動(dòng)態(tài)功耗銳降 10%,。
除了低功耗特性之外,ISE 11.1 軟件的放置與布線(xiàn)引擎與 10.1 版本相比運(yùn)行速度快了 2倍,,而 SmartGuide 中的增量實(shí)施引擎的運(yùn)行時(shí)間也加快了 2 倍,。此外,賽靈思還為 Linux版的放置和布線(xiàn)引擎添加了多線(xiàn)程放置支持,,可充分發(fā)揮多內(nèi)核處理器工作站的優(yōu)勢(shì),,從而幫助用戶(hù)進(jìn)一步加速放置與布線(xiàn)的運(yùn)行時(shí)間。
此外,,賽靈思還對(duì) ISE 11.1 軟件中的 SmartXplorer 進(jìn)行了升級(jí),,其目前可支持計(jì)算中心的各個(gè)系統(tǒng),使設(shè)計(jì)人員能夠在整個(gè)計(jì)算主機(jī)網(wǎng)絡(luò)上的執(zhí)行多個(gè)實(shí)施運(yùn)行,。SmartXplorer 支持將實(shí)施運(yùn)行提交給裝入程序共享設(shè)備 (LSF) 與 Sun 網(wǎng)格引擎 (SGE) 分布式計(jì)算中心來(lái)處理,,而 PlanAhead 軟件還支持將實(shí)施運(yùn)行提交給多個(gè) Linux 主機(jī)來(lái)執(zhí)行,從而可實(shí)現(xiàn)并行處理,。
嵌入式版本
在全新嵌入式版本中,,賽靈思將其備受歡迎的嵌入式開(kāi)發(fā)套件 (EDK) 與邏輯版本進(jìn)行了捆綁(見(jiàn)圖2)。嵌入式版本旨在滿(mǎn)足那些希望在設(shè)計(jì)過(guò)程中充分利用嵌入式處理器高靈活優(yōu)勢(shì)的客戶(hù)的需求,。賽靈思提供了兩款可實(shí)現(xiàn)最高設(shè)計(jì)靈活性的處理器內(nèi)核:MicroBlazeTM 軟處理器 32 位內(nèi)核與 PowerPC440 嵌入式處理器內(nèi)核,。此外,嵌入式版本還提供必要的驅(qū)動(dòng)程序,、軟件應(yīng)用程序,,以及嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員非常熟悉的調(diào)試功能。為積極響應(yīng)客戶(hù)需求,,賽靈思還在 ISE 設(shè)計(jì)套件 11.1 軟件中新增了 EDK 的軟件開(kāi)發(fā)套件 (SDK),,,SDK 是一種面向軟件設(shè)計(jì)人員的低成本,、獨(dú)立許可配置,。
嵌入式版本軟件的突出優(yōu)勢(shì)包括如下:
· SDK 可為專(zhuān)注于嵌入式軟件應(yīng)用開(kāi)發(fā)與調(diào)試的用戶(hù)提供獨(dú)立配置,從而可簡(jiǎn)化用戶(hù)界面,,與較早版本的 EDK 相比,,顯著降低了磁盤(pán)空間占用;
· 采用 Base System Builder (BSB) 的雙處理器設(shè)計(jì)創(chuàng)建自動(dòng)操作,;
· 在使用 賽靈思目標(biāo)設(shè)計(jì)平臺(tái)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),,新版 MicroBlaze 處理器 (7.20) 可實(shí)現(xiàn)更高的優(yōu)化性。
圖 2:嵌入式版本
在嵌入式版本中使用 EDK 進(jìn)行處理器編程
EDK 是由 賽靈思Platform Studio (XPS) 與 SDK 工具,、嵌入式 IP、微處理器內(nèi)核,、文檔以及諸如 Wind River 與 Monta Vista 等第三方提供的接口組成,。
在嵌入式版本設(shè)計(jì)流程中,,用戶(hù)首先要?jiǎng)?chuàng)建設(shè)計(jì) RTL,并將其導(dǎo)入 Project Navigator,。如果他們想在設(shè)計(jì)方案(Virte-4 與 Virte-5 器件中的 MicroBlazeTM 軟處理器或 PowerPC 處理器)中添加微處理器內(nèi)核,,應(yīng)激活 XPS 工具。
XPS 包括高級(jí)向?qū)Чぞ?BSB,,使用戶(hù)能夠通過(guò)一系列鼠標(biāo)點(diǎn)擊選擇在設(shè)計(jì)方案中采用的微處理器(最多兩個(gè)),。用戶(hù)還可便捷地選擇所需的外設(shè)集與設(shè)計(jì)拓?fù)洹?span lang="EN-US">BSB 隨后可自動(dòng)生成包括軟硬件平臺(tái)的可平穩(wěn)運(yùn)行的完整嵌入式系統(tǒng),這些平臺(tái)可通過(guò) XPS 輕松實(shí)施,。該工具隨后將自動(dòng)實(shí)施,。較早版本的 BSB 一次只允許用戶(hù)實(shí)施單個(gè)處理器及其外設(shè)。而現(xiàn)在,,ISE 設(shè)計(jì)套件 11.1 軟件中的新版 BSB 使用戶(hù)既可實(shí)施單處理器設(shè)計(jì)方案,,也可實(shí)施雙處理器方案,而且配合了相關(guān)的外設(shè),。
BSB 還可提供進(jìn)一步功能,,使用戶(hù)在幾個(gè)窗口中通過(guò)一系列鼠標(biāo)點(diǎn)擊指定要使用的開(kāi)發(fā)板。隨后用戶(hù)可在設(shè)計(jì)方案中選擇實(shí)施單個(gè)處理器或雙處理器,。他們可指定是否需要處理器使用 FPU,,并明確目標(biāo)處理器、總線(xiàn)性能以及每個(gè)處理器的存儲(chǔ)器分配/要求(有時(shí)需要額外的 FPGA 資源),。用戶(hù)隨后可根據(jù)自己的意愿選擇添加至每個(gè)處理器的 MPU 外設(shè),,并指定是否需要給定的外設(shè)專(zhuān)用于單處理器或由雙處理器共享。用戶(hù)指定完所有特性后,,就可在 XPS 中根據(jù)需要查看,、放大與實(shí)施設(shè)計(jì)方案。XPS 可精細(xì)控制連接,,也就是說(shuō)可獲得設(shè)計(jì)方案的各種視圖,,其中包括方框圖以及系統(tǒng)組裝視圖。XPS 使用戶(hù)能夠進(jìn)行詳細(xì)的分析,,并手動(dòng)調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)方案中的各個(gè)塊,。用戶(hù)對(duì)設(shè)計(jì)方案滿(mǎn)意后,就可使 XPS 自動(dòng)實(shí)施設(shè)計(jì)(XPS 將自動(dòng)在后臺(tái)運(yùn)行 ISE 工具),。此外,,XPS 還可自動(dòng)為設(shè)計(jì)方案的所有硬件組件提供必需的驅(qū)動(dòng)程序。
Platform Studio 的一個(gè)全新的特性有助于用戶(hù)在 SDK 的 XML 文件中導(dǎo)出設(shè)計(jì)方案,。XML 文件包含設(shè)計(jì)方案中硬件,、存儲(chǔ)器映射以及外設(shè)的描述信息,同時(shí)還包括所有硬件外設(shè)的數(shù)據(jù)表單,。
用戶(hù)導(dǎo)入 XML 文件至 SDK 后,,就可在業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的 Eclipse 軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境下打開(kāi)設(shè)計(jì)方案(不是以硬件設(shè)計(jì)為中心的 GUI),,大多數(shù)軟件開(kāi)發(fā)人員對(duì)這種環(huán)境都很熟悉,也是他們目前開(kāi)發(fā)應(yīng)用軟件所常用的環(huán)境,。
使用 SDK,,用戶(hù)還可通過(guò)下拉菜單定義所要使用的操作系統(tǒng)。隨后該工具便可編輯操作系統(tǒng),,以及適用于設(shè)計(jì)硬件外設(shè)的驅(qū)動(dòng)程序,。用戶(hù)可在工具中啟動(dòng)軟件項(xiàng)目,創(chuàng)建軟件應(yīng)用,,執(zhí)行軟件調(diào)試,,建立描述,并向處理器下載應(yīng)用代碼,。此外,,SDK 還提供了一系列測(cè)試應(yīng)用,其中包括Dhrystone,、數(shù)種存儲(chǔ)器與外設(shè)測(cè)試,,以及 Xilkernel 演示調(diào)度程序。
增強(qiáng)的 Platform Studio 版本可實(shí)現(xiàn)版本的修訂歷史跟蹤功能,,為設(shè)計(jì)人員提供了漸進(jìn)性更改設(shè)計(jì)方案的功能,,并確保設(shè)計(jì)人員能根據(jù)需要返回到以前的版本。
DSP 版
新的 DSP 版包括賽靈思邏輯版以及賽靈思 DSP捆綁包(System Generator 開(kāi)發(fā)環(huán)境和AccelDSP 綜合工具),。參見(jiàn)圖 3,。
圖 3:DSP 版
DSP 版主要以算法開(kāi)發(fā)人員為目標(biāo)受眾,可幫助他們?cè)谫愳`思 FPGA 中實(shí)施復(fù)雜的算法,。由于工作流程高度自動(dòng)化,,因此用戶(hù)無(wú)需熟悉 HDL。
在流程中,,算法開(kāi)發(fā)人員首先在 The MathWorks 推出的 MATLAB 軟件環(huán)境中創(chuàng)建算法和算法的行為模型,,然后再在 MathWorks’ Simulink 產(chǎn)品中測(cè)試行為模型,在 MATLAB 和 Simulink 軟件之間迭代調(diào)試算法,,直到算法行為達(dá)到預(yù)期為止,。隨后,用戶(hù)則能用賽靈思 DSP 版來(lái)優(yōu)化和實(shí)施賽靈思 FPGA 算法,。
算法開(kāi)發(fā)人員可在 DSP 版中用 System Generator 來(lái)取代構(gòu)成所有,、大部分或部分算法的行為模塊。這些模塊包含了賽靈思 CORE Generator 庫(kù)中的優(yōu)化 IP,,也就是說(shuō)用戶(hù)也能通過(guò)定制黑盒子用自己的HDL來(lái)取代所有或部分模塊,。如果用戶(hù)在MATLAB軟件中創(chuàng)建了定制算法但沒(méi)有算法的 VHDL 表達(dá),那么算法開(kāi)發(fā)人員可用 AccelDSP 綜合工具自動(dòng)將定制算法綜合到 VHDL 中,并創(chuàng)建新的 System Generator 模塊,。該模塊可用 System Generator設(shè)計(jì)中的其他模塊來(lái)替代,。System Generator 中的所有算法模塊被填充后,,用戶(hù)按下按鈕,,System Generator 就能自動(dòng)運(yùn)行 ISE 軟件的放置和布線(xiàn)工具,讓工具自己去實(shí)施 FPGA 算法表達(dá),。這樣,,算法開(kāi)發(fā)人員只需幾分鐘就能在賽靈思 FPGA中實(shí)施算法,并了解算法在真實(shí)硬件上的工作情況,。
DSP 版可鏈接至 Simulink 軟件,,這使算法開(kāi)發(fā)人員能夠在 Simulink 和 MATLAB 環(huán)境中重復(fù)使用已開(kāi)發(fā)的測(cè)試基準(zhǔn)來(lái)測(cè)試其算法,從而確保硬件算法和軟件算法的版本行為一致,。此外,,算法開(kāi)發(fā)人員還能結(jié)合使用 DSP 版及 Simulink 和 MATLAB 軟件來(lái)執(zhí)行協(xié)同仿真任務(wù),同時(shí)還能對(duì)算法進(jìn)行故障排除和修改,,以實(shí)現(xiàn)最佳的性能與功能,。例如,如果算法開(kāi)發(fā)人員在開(kāi)發(fā)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)眾多行為模塊之一需要調(diào)整,,則可在 FPGA 中運(yùn)行已知狀態(tài)良好的模塊,,以便通過(guò)對(duì)故障模塊的反復(fù)調(diào)節(jié)測(cè)試迭代來(lái)加速驗(yàn)證工作。硬件協(xié)同仿真的運(yùn)行速度比純軟件仿真加快了 1,000 倍,;而且算法越復(fù)雜,,硬件仿真相對(duì)于軟件仿真的加速就越明顯。
在 ISE 設(shè)計(jì)套件 11.1 軟件中,,System Generator 工具可運(yùn)行在 Linux 與 Microsoft Windows 上,。
系統(tǒng)版
系統(tǒng)版提供了賽靈思產(chǎn)品旗下的所有工具,適用于賽靈思器件的各類(lèi)開(kāi)發(fā)人員和開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì),。嵌入式版包含邏輯版加 EDK,,DSP 版包含邏輯版和賽靈思 DSP Bundle,而系統(tǒng)版則包括邏輯版加 EDK 再加上賽靈思 DSP Bundle,。
系統(tǒng)版流程中的所有工具均包括以上所述的全部 ISE 設(shè)計(jì)套件 11.1 軟件更新,,并提高了邏輯、嵌入式以及 DSP 工具流程之間的互操作性,。
WebPACK工具
除了推出 ISE 設(shè)計(jì)套件 11.1 軟件的不同新配置版本外,,賽靈思還更新了可供免費(fèi)下載的ISE WebPACK 工具。在 ISE WebPACK 的 10.1 版本中提供了 PlanAhead 的限制版,,而 ISE 11.1 WebPACK 工具則包括 PlanAhead(參見(jiàn)邏輯版章節(jié)的相關(guān)介紹)完整版的所有實(shí)用工具,,但僅支持有限數(shù)量的器件。
獨(dú)立工具
賽靈思目前正為客戶(hù)提供能夠充分滿(mǎn)足其各種需求的 ISE 軟件的各種新型配置版本,。一些客戶(hù)可能希望在現(xiàn)有流程版本的基礎(chǔ)上再額外購(gòu)買(mǎi)某些工具的許可證,,因而除了推出邏輯版,、嵌入式版、DSP 版以及系統(tǒng)版的配置版本之外,,客戶(hù)還能將 SDK,、ChipScope Pro 分析器、EDK 工具及賽靈思 DSP Tools Bundle(包括 System Generator 加 AccelDSP 綜合工具)作為獨(dú)立工具單獨(dú)購(gòu)買(mǎi)其許可證,。
SDK 版本只包括嵌入式軟件工具,,主要面向開(kāi)展嵌入式應(yīng)用開(kāi)發(fā)、建模和調(diào)試的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)成員,。希望針對(duì)其設(shè)計(jì)進(jìn)行一些嵌入式軟件開(kāi)發(fā)的 DSP 版客戶(hù)也會(huì)發(fā)現(xiàn) SDK 非常實(shí)用,,并能夠充分發(fā)揮 ISE 設(shè)計(jì)套件 11.1 軟件將 System Generator 和 SDK 相集成的顯著優(yōu)勢(shì)。作為獨(dú)立工具的SDK不包括任何FPGA邏輯實(shí)施或仿真工具,,因此對(duì)硬盤(pán)占用很少,。
例如,如果用戶(hù)希望向其設(shè)計(jì)流程添加嵌入式應(yīng)用開(kāi)發(fā)功能,,那么他們可將 EDK 作為獨(dú)立工具購(gòu)買(mǎi),。同樣,如果他們希望向設(shè)計(jì)流程添加 DSP 算法開(kāi)發(fā),,也可單獨(dú)購(gòu)買(mǎi)賽靈思 DSP Tools Bundle 的許可證,。
ISE 設(shè)計(jì)套件 的許可證
賽靈思推出的 ISE 11.1 設(shè)計(jì)套件 擁有全新的工具許可管理方案。在本版本產(chǎn)品發(fā)布之前,,賽靈思工具的許可管理主要采取基于用戶(hù)的方式,,即每名用戶(hù)都需要一個(gè)許可證才能使用工具,任何工具都不提供流動(dòng)許可證,。
從 ISE 設(shè)計(jì)套件 11.1 軟件開(kāi)始,,賽靈思將以?xún)煞N配置方式提供工具:節(jié)點(diǎn)鎖定式,即在單臺(tái)計(jì)算機(jī)上鎖定許可證,;以及流動(dòng)式,,即許可證駐留于客戶(hù)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器上。節(jié)點(diǎn)鎖定式使客戶(hù)能夠?qū)⑷魏钨愳`思工具的許可證下載到特定的工作站,。多個(gè)用戶(hù)能夠共享使用運(yùn)行在該工作站上的賽靈思軟件,。流動(dòng)許可證使用戶(hù)能將單個(gè)許可證下載到其服務(wù)器上,以使設(shè)計(jì)人員無(wú)論位于全球任何位置都能同時(shí)使用該許可證,。賽靈思也以節(jié)點(diǎn)鎖定和流動(dòng)配置方式提供獨(dú)立工具的許可證,。請(qǐng)參見(jiàn)表 1。
表 1:新工具流程配置的特性
特性 |
ISE WebPACK |
邏輯版 |
嵌入式版 |
DSP 版 |
系統(tǒng)版 |
ISE Foundation with ISE Simulator (ISim) |
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PlanAhead Design 與 Analysis Tool |
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ChipScope Pro 與 ChipScope Pro Serial I/O Toolkit |
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嵌入式開(kāi)發(fā)套件 (EDK) |
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軟件開(kāi)發(fā)套件 (SDK) |
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賽靈思 DSP Bundle 包括 System Generator for DSP 以及 AccelDSP Synthesis Tool |
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結(jié)論
為了更好地適應(yīng)客戶(hù)不同技能水平的需要,,幫助客戶(hù)用賽靈思 FPGA 目標(biāo)設(shè)計(jì)平臺(tái)開(kāi)展技術(shù)創(chuàng)新,,賽靈思在精煉設(shè)計(jì)方法方面邁出了一大步。ISE 設(shè)計(jì)套件 11.1 軟件可提供四種最新的工具流程配置,能夠充分滿(mǎn)足邏輯設(shè)計(jì)人員,、嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員,、DSP 算法開(kāi)發(fā)人員以及系統(tǒng)集成商的各種需求。
修改記錄
下表顯示了本文件的修改記錄:
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