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、更好地滿足不同技能客戶的多樣化需求,以及幫助客戶利用賽靈思 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,專為邏輯設(shè)計(jì)人員、嵌入式開發(fā)人員、DSP算法開發(fā)人員以及系統(tǒng)集成人員量身定制,以滿足他們的不同要求。
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,賽靈思的客戶中迅速增加了大量嵌入式軟硬件工程師、DSP 算法開發(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,賽靈思為所有客戶提供了一套完整的工具和 IP。每個(gè)用戶可以根據(jù) FPGA 編程的需要選擇使用不同的工具。不過(guò),如果客戶對(duì)邏輯/連接設(shè)計(jì)不熟悉的話,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)域的用戶在熟悉的可定制環(huán)境中更高效地開展設(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(見圖 1)。
圖 1:全新工具流程
賽靈思對(duì)不同領(lǐng)域的客戶進(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)量和類型。舉例來(lái)說(shuō),新推出的四種配置版本允許客戶為設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)添加諸如賽靈思軟件開發(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)名軟件開發(fā)人員為單個(gè) FPGA 編寫代碼,而不必像過(guò)去那樣購(gòu)買整套嵌入式開發(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、開發(fā)板以及技術(shù)支持,幫助客戶取得成功,并讓客戶集中精力開展增值設(shè)計(jì)工作,盡快向市場(chǎng)推出創(chuàng)新設(shè)計(jì)。參見: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,用戶可在 ISE Foundation 中打開 ISE Project Navigator以啟動(dòng)項(xiàng)目。利用該工具,用戶可啟動(dòng) CORE Generator 界面并選擇最適合設(shè)計(jì)需要的 IP 核。隨后用戶可用 Project Navigator 中的 HDL 編輯器來(lái)編寫設(shè)計(jì)方案的 HDL 表示。CORE Generator 軟件包括數(shù)百個(gè)針對(duì)專門領(lǐng)域和應(yīng)用的內(nèi)核,允許用戶快速將預(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 用戶在修改存儲(chǔ)器模塊的引腳分配時(shí)必須了解布局、布線和時(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(用戶不必手動(dòng)改變布局和布線限制)。此外,在將功能集成到設(shè)計(jì)方案中時(shí),用戶還能獲得 PCIe 接口內(nèi)核的可預(yù)見時(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?,能幫助用戶在所有設(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 開發(fā)工作。
邏輯版本用戶還能在設(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)專用模塊進(jìn)行建模。此外,ISim 現(xiàn)在還提供了類似于示波器的波形察看器和導(dǎo)航功能,能編寫 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。用戶首先通過(guò)輸入頻率、器件利用率以及 I/O 類型等數(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)方案的放置和布線完成后,用戶可使仿真器生成 VCD 文件,并用 XPower Analyzer 確保設(shè)計(jì)方案能夠滿足其功耗目標(biāo)。
在邏輯版中,ChipScope Pro 工具使用戶能直接在其設(shè)計(jì)方案中插入邏輯分析器、總線分析器以及虛擬 I/O 低規(guī)范軟件內(nèi)核 (Low-profile software core)。用戶插入分析器 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關(guān)元件的邏輯。
此外,賽靈思還在 ISE 軟件中為放置和布線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)鐘門控特性,在用戶的指導(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電容,而且還能夠最大限度地縮短連線長(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版的放置和布線引擎添加了多線程放置支持,可充分發(fā)揮多內(nèi)核處理器工作站的優(yōu)勢(shì),從而幫助用戶進(jìn)一步加速放置與布線的運(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發(fā)套件 (EDK) 與邏輯版本進(jìn)行了捆綁(見圖2)。嵌入式版本旨在滿足那些希望在設(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 可為專注于嵌入式軟件應(yīng)用開發(fā)與調(diào)試的用戶提供獨(dú)立配置,從而可簡(jiǎn)化用戶界面,與較早版本的 EDK 相比,顯著降低了磁盤空間占用;
· 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)擊指定要使用的開發(fā)板。隨后用戶可在設(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)專用于單處理器或由雙處理器共享。用戶指定完所有特性后,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。用戶對(duì)設(shè)計(jì)方案滿意后,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。
用戶導(dǎo)入 XML 文件至 SDK 后,就可在業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的 Eclipse 軟件開發(fā)環(huán)境下打開設(shè)計(jì)方案(不是以硬件設(shè)計(jì)為中心的 GUI),大多數(shù)軟件開發(fā)人員對(duì)這種環(huán)境都很熟悉,也是他們目前開發(fā)應(yīng)用軟件所常用的環(huán)境。
使用 SDK,用戶還可通過(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 開發(fā)環(huán)境和AccelDSP 綜合工具)。參見圖 3。
圖 3:DSP 版
DSP 版主要以算法開發(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,因此用戶無(wú)需熟悉 HDL。
在流程中,算法開發(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。如果用戶在MATLAB軟件中創(chuàng)建了定制算法但沒有算法的 VHDL 表達(dá),那么算法開發(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,用戶按下按鈕,System Generator 就能自動(dòng)運(yùn)行 ISE 軟件的放置和布線工具,讓工具自己去實(shí)施 FPGA 算法表達(dá)。這樣,算法開發(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,這使算法開發(fā)人員能夠在 Simulink 和 MATLAB 環(huán)境中重復(fù)使用已開發(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,如果算法開發(fā)人員在開發(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開發(fā)人員和開發(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提供能夠充分滿足其各種需求的 ISE 軟件的各種新型配置版本。一些客戶可能希望在現(xiàn)有流程版本的基礎(chǔ)上再額外購(gòu)買某些工具的許可證,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)買其許可證。
SDK 版本只包括嵌入式軟件工具,主要面向開展嵌入式應(yīng)用開發(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發(fā)的 DSP 版客戶也會(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)硬盤占用很少。
例如,如果用戶希望向其設(shè)計(jì)流程添加嵌入式應(yīng)用開發(fā)功能,那么他們可將 EDK 作為獨(dú)立工具購(gòu)買。同樣,如果他們希望向設(shè)計(jì)流程添加 DSP 算法開發(fā),也可單獨(dú)購(gòu)買賽靈思 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的方式,即每名用戶都需要一個(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 軟件開始,賽靈思將以兩種配置方式提供工具: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的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器上。節(jié)點(diǎn)鎖定式使客戶能夠?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) |
√ |
√ |
√ |
√ |
√ |
PlanAhead Design 與 Analysis Tool |
√ |
√ |
√ |
√ |
√ |
ChipScope Pro 與 ChipScope Pro Serial I/O Toolkit |
|
√ |
√ |
√ |
√ |
嵌入式開發(fā)套件 (EDK) |
|
|
√ |
|
√ |
軟件開發(fā)套件 (SDK) |
|
|
√ |
|
√ |
賽靈思 DSP Bundle 包括 System Generator for DSP 以及 AccelDSP Synthesis Tool |
|
|
|
√ |
√ |
結(jié)論
為了更好地適應(yīng)客戶不同技能水平的需要,幫助客戶用賽靈思 FPGA 目標(biāo)設(shè)計(jì)平臺(tái)開展技術(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,能夠充分滿足邏輯設(shè)計(jì)人員、嵌入式系統(tǒng)開發(fā)人員、DSP 算法開發(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:
免責(zé)聲明
本文向您透露的信息(以下簡(jiǎn)稱“信息”)為最終版,不再更改,也不提供任何明示或暗示的擔(dān)保。請(qǐng)恕賽靈思就您對(duì)本信息的使用不承擔(dān)任何責(zé)任。您應(yīng)負(fù)責(zé)獲得使用本信息所需的權(quán)利。賽靈思保留在不另行通知的情況下隨時(shí)自行對(duì)本信息進(jìn)行更改的權(quán)利。對(duì)于本信息中所含任何可能錯(cuò)誤,賽靈思概不負(fù)責(zé)修改,也不負(fù)責(zé)向您通知任何更改或更新情況。賽靈思明確發(fā)布免責(zé)聲明,概不承擔(dān)與本信息相關(guān)的任何技術(shù)支持或協(xié)助責(zé)任。對(duì)于本信息的任何商用性和特定目的的適用性,賽靈思不做任何其他明示、暗示或法定擔(dān)保,也不確保本信息不侵犯第三方權(quán)利。