最近被這么一個工作折騰了好幾天：一個非IPI的Vivado工程（需要全部Verilog手寫），在Artix-7 FPGA中實現了一個ARM Cortex-M0 DesignStart軟核（老版，沒有debug模塊），存放ARM程序的存儲器是實現在FPGA片上RAM上的；ARM程序用Keil MDK編寫，我希望在測試這個程序時，不用每次都重新綜合一遍FPGA。

總體來說這個需求是：

Vivado；

全部HDL，非IPI；

無處理器（在Vivado看來M0 DesignStart不是處理器）；

存儲器放在BRAM上；

替換Bitstream中的BRAM初始化，而不用重新綜合整個邏輯。

這件事看上去肯定是能做到的嘛。然而Vivado要用新的updatemem命令來替換以前ISE中的data2mem，我發現在無處理器的工程上，相關資料比較少……

這里總結一下整個實現過程。使用環境是Vivado 2015.2。

先把Vivado多線程開了……
參考資料：
[Xilinx AR# 53090] Vivado - Is it possible to run Tcl commands during initialization of the Vivado or PlanAhead tools?

在Vivado安裝文件夾Vivadoversionscripts中新建一個init.tcl，里面寫
set_param general.maxThreads 8

這樣下次運行Vivado是自動開啟8線程，綜合實現比較快……

將寄存器定義在BRAM上
參考資料：?
[Xilinx AR# 54778] Design Assistant for Vivado Synthesis - Help with Synthesis HDL Attribute Support - keep, keep_hierarchy, ram_style, rom_style

這個頁面的附件中給出了ram_style屬性的例子，以verilog為例：
module ram_inf_64x1d_2 (a, dpra, clk, din, we, spo, dpo);

parameter ADDRESSWIDTH = 6;
parameter BITWIDTH = 1;
parameter DEPTH = 34;

input clk, din, we;
input [ADDRESSWIDTH-1:0] a, dpra;

output spo, dpo;

(* ram_style = "block" *)
reg [BITWIDTH-1:0] ram [DEPTH-1:0];
reg [ADDRESSWIDTH-1:0] read_dpra;
reg [ADDRESSWIDTH-1:0] read_a;

always @(posedge clk) begin
if (we) begin
ram [a] <= din;
end
read_a <= a;
read_dpra <= dpra;
end

assign spo = ram [read_a];
assign dpo = ram [read_dpra];

endmodule

上面代碼展示了如何將寄存器數組reg ram強制定義在Block RAM上，并展示了兩種訪問方式：

單口訪問：地址a、輸入數據din、輸出數據spo；

輸入、輸出分別訪問：輸入地址a、輸入數據din、輸出地址dpra、輸出數據dpo。

實際使用中可根據需要選擇保留其中一組引腳。

綜合后可檢查Project Summary和warning看是否成功綜合成BRAM。建議這段module直接使用，不做邏輯上的修改。

查看BRAM模塊的實現情況
參考資料：?
[Xilinx AR# 59259] 2013.4 - Vivado IPI - write_bmm Support with non-processor Based Designs?

這個帖子是針對bmm的，但其中提到了如何查看實現出的BRAM模塊的位置，以及怎樣知道每個模塊分配的行、列地址范圍。

把工程Implement一下，然后打開Implemented Design。
在打開的Implemented Design里面Ctrl+F搜索所有的BMEM：

搜索結果長這樣：

每一行就是綜合出的一個BRAM模塊。選中其中一行，在它的屬性里可以看到：

其中比較重要的是模塊的名字（比如xxxxx/ram_reg_0）、位置（比如X1Y7）、行和列的地址范圍（[0:16383]和[0:1]）。

為BRAM cell添加bmm屬性
參考資料：?
[Xilinx論壇] A method to fix poor combination LBM of IPI Microblaze design?

我們需要做的是在Vivado工程里添加一個xdc約束文件，包含類似下面的內容：
create_property bmm_info_memory_device cell -type string

set_property bmm_info_memory_device {[ 0: 1][0:16383]} [get_cells u_block_ram/ram_reg_0]
set_property bmm_info_memory_device {[ 2: 3][0:16383]} [get_cells u_block_ram/ram_reg_1]
set_property bmm_info_memory_device {[ 4: 5][0:16383]} [get_cells u_block_ram/ram_reg_2]
set_property bmm_info_memory_device {[ 6: 7][0:16383]} [get_cells u_block_ram/ram_reg_3]

# 后面還有好幾個，最后是ram_reg_15

除了第一行定義屬性之外，后面每一行都對應上面搜索到的一個BRAM模塊（當然不需要初始化的BRAM就不用寫了）。
這里有兩個字段需要根據實際工程來改寫：一個是類似[ 0: 1][0:16383]這樣的地址范圍，另一個是u_block_ram/ram_reg_0這樣的cell名字。其他都是不用動的。
我的工程里用到了64KBytes的RAM，總共使用了16個RAMB36模塊，所以我的xdc文件中有16行，最后到{[30:31][0:16383]} [get_cells u_block_ram/ram_reg_15]。

添加xdc文件之后把工程再次綜合實現一遍。

添加mmi文件