Vivado Design Suite 用户指南：编程和调试

《Vivado Design Suite 用户指南：编程和调试》

文档涵盖了以下设计进程：

硬件、IP 和平台开发：为硬件平台创建 PL IP 块、创建 PL 内核、功能仿真以及评估 AMD Vivado 时序收敛、资源使用情况和功耗收敛。还涉及为系统集成开发硬件平台。本文档中适用于此设计进程的主题包括：

• 第 9 章：设计调试

• 第 10 章：系统内逻辑设计调试流程

• 第 11 章：在硬件中调试逻辑设计

• 第 12 章：在波形查看器中查看 ILA 探针数据

• 第 13 章：实现后的设计调试

开发板系统设计：通过原理图和开发板布局设计 PCB。还包含功耗、散热以及信号完整性注意事项。本文档中适用于此设计进程的主题包括：

• 第 4 章：器件编程

• 第 5 章：在 Vivado 中执行远程调试

• 第 6 章：配置存储器器件编程

• 第 7 章：高级编程功能

• 第 8 章：串行矢量格式 (SVF) 文件编程

• 第 14 章：串行 I/O 硬件调试流程

• 第 16 章：在硬件中调试串行 I/O 设计

本文选取了“第3章：生成比特流或器件镜像”部分进行分享。如果您希望获取完整版用户指南，请至文末扫描二维码进行下载。

生成比特流或器件镜像

在生成比特流或器件镜像之前，请复查其设置，确保这些设置对于您的设计都正确无误，这一点至关重要。

AMD Vivado IDE 中的比特流和器件镜像设置分为 2 种类型：

1. 比特流或器件镜像文件格式设置。

2. 器件配置设置。

在 Vivado Flow Navigator 中依次选择“Settings ” → “Bitstream”（设置 > 比特流），或者选择“Flow” → “Settings” → “Bitstream Settings”（流程 > 设置 > 比特流设置）菜单选项以打开“Bitstream Settings”（比特流设置）弹出窗口（如下图所示）。只要设置正确，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）按钮来生成比特流数据文件。

如果以 AMD Versal 器件为目标，则会生成可编程器件镜像 （.pdi），而不是比特流文件。更改器件镜像设置的过程与先前架构类似，但菜单选项、Tcl 命令和可用设置会有所不同。

要访问器件镜像设置，请依次选中 Vivado Flow Navigator 中的“Settings” → “Generate Device Image”（设置 > 生成器件镜像），或者选中“Flow” → “Settings” → “Generate Device Image Settings...”（流程 > 设置 > 生成器件镜像设置）菜单选项，这样即可在“Settings”（设置）弹出窗口中打开“Device Image”（器件镜像）部分（请参阅下图）。要生成器件镜像数据文件，可使用 write_device_image Tcl 命令，或者使用 Vivado Flow Navigator 中的“Write Device Image”（写入器件镜像）按钮。

图：比特流设置面板

图：生成器件镜像设置面板

更改比特流文件格式设置

默认情况下，write_bitstream Tcl 命令仅生成二进制比特流 （.bit）文件。（可选）您可通过使用以下命令开关来更改 write_bitstream Tcl 命令写出的文件格式：

• -raw_bitfile：（可选）此开关会导致 write_bitstream 编写原始比特文件 (.rbt)，其中所含信息与二进制比特流文件中所含信息相同，但格式为 ASCII。输出文件名为 .rbt。

• -mask_file：（可选）编写掩码文件 (.msk)，其中包含有关比特流文件中配置数据所在位置的掩码数据。此文件可用于判定比特流中哪些位应与回读数据进行比较和验证。如果掩码位为 0，那么应根据比特流数据验证该位。如果掩码位为 1，那么不应验证该位。输出文件名为.msk。

• -no_binary_bitfile：（可选）不编写二进制比特流文件 (.bit)。如果要生成 ASCII 比特流文件或掩码文件或者要生成比特流报告（而不生成二进制比特流文件），请使用此命令。

• -logic_location_file：（可选）创建 ASCII 逻辑位置文件 (.ll)，以显示锁存器、触发器、LUT、块 RAM 和 I/O 块输入输出的比特流位置。这些位元可供位置文件中的帧和位编号引用，以帮助您观察 FPGA 寄存器的内容。

• -bin_file：（可选）创建二进制文件 (.bin)，其中仅包含器件编程数据，不含标准比特流文件 (.bit) 中找到的报头信息。

• -reference_bitfile ：（可选）读取引用比特流文件，并输出增量比特流文件，其中仅含不同于指定引用文件的内容。此部分比特流文件可用于对含更新设计的现有器件进行增量编程。

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更改器件镜像 (PDI) 文件格式设置

默认情况下，write_device_image Tcl 命令仅生成 1 个 .pdi 文件。（可选）您可通过使用以下命令开关来更改write_device_image Tcl 命令写出的文件格式：

• -force（可选）：覆盖现有文件。

• -verbose（可选）：打印 write_device_image 选项。

• -raw_partitions（可选）：写入原始 CFI 和 NPI 分区文件（.rnpi 和 .rcdo）

• -mask_file（可选）：写入掩码文件 (.msk)

• -logic_location_file（可选）：写入逻辑位置文件 (.ll)

• -cell （可选）：仅为指定单元创建部分器件镜像。

• -no_pdi：不生成 pdi 文件。仅生成原始分区文件后即停止操作。

• -no_partial_pdifile（可选）：不为 Dynamic Function eXchange 设计写入部分 pdi 文件。

• -quiet（可选）：忽略命令错误。

• （必需）：要写入的 .pdi 文件名。

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更改器件配置比特流设置

您可更改的最常见的配置设置归为器件配置设置类别。这些设置是器件模型的属性，您可使用“Edit Device Properties”（编辑器件属性）对话框来为选定的已综合或已实现的设计网表更改这些设置。以下步骤描述了如何使用此方法来设置各种比特流属性：

1.选择“Tools” → “Edit Device Properties”（工具 > 编辑器件属性）。

2.在“Edit Device Properties”对话框中，选择左侧列中的类别之一（请参阅下图）。

3.将属性设为期望的值，然后单击“OK”（确定）。

4.依次选择“File” → “Constraints” → “Save”（文件 > 约束 > 保存）以将更新后的属性保存到目标 XDC 文件中。

您也可以在 XDC 文件中使用 set_property 命令来设置比特流属性。例如，以下提供了如何更改 start-up DONE cycle 属性的示例：

set_property BITSTREAM.STARTUP.DONE_CYCLE 4 [current_design]

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

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