《Vivado Design Suite 用戶指南：編程和調試》

文檔涵蓋了以下設計進程：

硬件、IP 和平臺開發：為硬件平臺創建 PL IP 塊、創建 PL 內核、功能仿真以及評估 AMD Vivado 時序收斂、資源使用情況和功耗收斂。還涉及為系統集成開發硬件平臺。本文檔中適用于此設計進程的主題包括：

• 第 9 章：設計調試

• 第 10 章：系統內邏輯設計調試流程

• 第 11 章：在硬件中調試邏輯設計

• 第 12 章：在波形查看器中查看 ILA 探針數據

• 第 13 章：實現后的設計調試

開發板系統設計：通過原理圖和開發板布局設計 PCB。還包含功耗、散熱以及信號完整性注意事項。本文檔中適用于此設計進程的主題包括：

• 第 4 章：器件編程

• 第 5 章：在 Vivado 中執行遠程調試

• 第 6 章：配置存儲器器件編程

• 第 7 章：高級編程功能

• 第 8 章：串行矢量格式 (SVF) 文件編程

• 第 14 章：串行 I/O 硬件調試流程

• 第 16 章：在硬件中調試串行 I/O 設計

本文選取了“第3章：生成比特流或器件鏡像”部分進行分享。如果您希望獲取完整版用戶指南，請至文末掃描二維碼進行下載。

生成比特流或器件鏡像

在生成比特流或器件鏡像之前，請復查其設置，確保這些設置對于您的設計都正確無誤，這一點至關重要。

AMD Vivado IDE 中的比特流和器件鏡像設置分為 2 種類型：

1. 比特流或器件鏡像文件格式設置。

2. 器件配置設置。

在 Vivado Flow Navigator 中依次選擇“Settings ” → “Bitstream”（設置 > 比特流），或者選擇“Flow” → “Settings” → “Bitstream Settings”（流程 > 設置 > 比特流設置）菜單選項以打開“Bitstream Settings”（比特流設置）彈出窗口（如下圖所示）。只要設置正確，即可使用 write_bistream Tcl 命令或者使用 Vivado Flow Navigator 中的“Generate Bitstream”（生成比特流）按鈕來生成比特流數據文件。

如果以 AMD Versal 器件為目標，則會生成可編程器件鏡像 （.pdi），而不是比特流文件。更改器件鏡像設置的過程與先前架構類似，但菜單選項、Tcl 命令和可用設置會有所不同。

要訪問器件鏡像設置，請依次選中 Vivado Flow Navigator 中的“Settings” → “Generate Device Image”（設置 > 生成器件鏡像），或者選中“Flow” → “Settings” → “Generate Device Image Settings...”（流程 > 設置 > 生成器件鏡像設置）菜單選項，這樣即可在“Settings”（設置）彈出窗口中打開“Device Image”（器件鏡像）部分（請參閱下圖）。要生成器件鏡像數據文件，可使用 write_device_image Tcl 命令，或者使用 Vivado Flow Navigator 中的“Write Device Image”（寫入器件鏡像）按鈕。

圖：比特流設置面板

圖：生成器件鏡像設置面板

更改比特流文件格式設置

默認情況下，write_bitstream Tcl 命令僅生成二進制比特流 （.bit）文件。（可選）您可通過使用以下命令開關來更改 write_bitstream Tcl 命令寫出的文件格式：

• -raw_bitfile：（可選）此開關會導致 write_bitstream 編寫原始比特文件 (.rbt)，其中所含信息與二進制比特流文件中所含信息相同，但格式為 ASCII。輸出文件名為 .rbt。

• -mask_file：（可選）編寫掩碼文件 (.msk)，其中包含有關比特流文件中配置數據所在位置的掩碼數據。此文件可用于判定比特流中哪些位應與回讀數據進行比較和驗證。如果掩碼位為 0，那么應根據比特流數據驗證該位。如果掩碼位為 1，那么不應驗證該位。輸出文件名為.msk。

• -no_binary_bitfile：（可選）不編寫二進制比特流文件 (.bit)。如果要生成 ASCII 比特流文件或掩碼文件或者要生成比特流報告（而不生成二進制比特流文件），請使用此命令。

• -logic_location_file：（可選）創建 ASCII 邏輯位置文件 (.ll)，以顯示鎖存器、觸發器、LUT、塊 RAM 和 I/O 塊輸入輸出的比特流位置。這些位元可供位置文件中的幀和位編號引用，以幫助您觀察 FPGA 寄存器的內容。

• -bin_file：（可選）創建二進制文件 (.bin)，其中僅包含器件編程數據，不含標準比特流文件 (.bit) 中找到的報頭信息。

• -reference_bitfile ：（可選）讀取引用比特流文件，并輸出增量比特流文件，其中僅含不同于指定引用文件的內容。此部分比特流文件可用于對含更新設計的現有器件進行增量編程。

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更改器件鏡像 (PDI) 文件格式設置

默認情況下，write_device_image Tcl 命令僅生成 1 個 .pdi 文件。（可選）您可通過使用以下命令開關來更改write_device_image Tcl 命令寫出的文件格式：

• -force（可選）：覆蓋現有文件。

• -verbose（可選）：打印 write_device_image 選項。

• -raw_partitions（可選）：寫入原始 CFI 和 NPI 分區文件（.rnpi 和 .rcdo）

• -mask_file（可選）：寫入掩碼文件 (.msk)

• -logic_location_file（可選）：寫入邏輯位置文件 (.ll)

• -cell （可選）：僅為指定單元創建部分器件鏡像。

• -no_pdi：不生成 pdi 文件。僅生成原始分區文件后即停止操作。

• -no_partial_pdifile（可選）：不為 Dynamic Function eXchange 設計寫入部分 pdi 文件。

• -quiet（可選）：忽略命令錯誤。

• （必需）：要寫入的 .pdi 文件名。

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更改器件配置比特流設置

您可更改的最常見的配置設置歸為器件配置設置類別。這些設置是器件模型的屬性，您可使用“Edit Device Properties”（編輯器件屬性）對話框來為選定的已綜合或已實現的設計網表更改這些設置。以下步驟描述了如何使用此方法來設置各種比特流屬性：

1.選擇“Tools” → “Edit Device Properties”（工具 > 編輯器件屬性）。

2.在“Edit Device Properties”對話框中，選擇左側列中的類別之一（請參閱下圖）。

3.將屬性設為期望的值，然后單擊“OK”（確定）。

4.依次選擇“File” → “Constraints” → “Save”（文件 > 約束 > 保存）以將更新后的屬性保存到目標 XDC 文件中。

您也可以在 XDC 文件中使用 set_property 命令來設置比特流屬性。例如，以下提供了如何更改 start-up DONE cycle 屬性的示例：

set_property BITSTREAM.STARTUP.DONE_CYCLE 4 [current_design]

在 Vivado 模板中提供了更多示例和模板。“器件配置比特流設置”描述了所有器件配置設置。

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