Vivado使用技巧（23）：综合运行与OOC

创建综合运行

一个“运行（run）”是指定义和配置设计在综合过程中的各方面，包括：使用 的Xilinx器件、应用的约束集、启动单个或多个综合的选项、控制综合引擎结果的选项。点击Flow菜单中的Create Funs，或在Design Runs窗口中：

点击工具栏中的+，即可打开新建运行窗口：

选择Synthesis，点击Next，打开配置综合运行的窗口：

设置名称、约束集、器件和策略，如果希望该运行为**状态，则选中Make Active。运行的默认名称为synth_1、synth_2等等。点击Next弹出启动运行窗口：

Launch directory选择启动运行的目录；Number of jobs设置了可以同时启动多少个运行（run）；Generate scripts only表示仅生成运行脚本（Windows下为bat文件，Linux下为sh文件）；Do not launch now只会保存先前的设置，暂时不会启动运行。运行的相关情况都显示在Design Runs窗口中。

该窗口显示了工程中所有的综合和实现运行，进行配置、管理和启动。一个综合运行可以包含多个实现运行，窗口中报告了相关的运行状态（not started、in progress、complete或out-of-date）。修改源文件、约束或工程设置都会导致状态变为out-of-date。

虽然可以有多个综合和实现运行，但是都只能有一个为active状态，所有 的报告显示的都是active运行的相关信息。比如Project Summary窗口中的编译、资源等总结信息都属于当前状态为active的运行。选择一个运行，右键->Make Active可以设置活跃状态。

同样，Flow Navigator和Flow菜单中的Run Synthesis也是启动状态为Active的运行。如果需要启动其它运行，只能通过Design Runs窗口。

---

使用OOC综合技术

OOC（Out-of-context）是Vivado提供的一项技术，选择将HDL对象当作一个隔离模块运行，完成自底向上的综合流程。OOC具有如下特点：

• 底层的OOC模块相对于顶层模块独立运行，并且拥有自己的约束集合；
• 运行了OOC模块之后，再运行顶层模块综合时可以直接调用OOC综合结果，而不需要重新运行一次综合（除非修改了RTL设计或约束）。

由于不需要每次综合时都运行整个设计，这项技术可以大大减少顶层模块的综合运行时间。IP核就是典型的采用OOC技术的代表，配置好IP核后可以选择综合模式为global（与顶层设计一起综合）或Out-of-context（作为独立模块综合），最好的做法就是选择后者，以减少整体设计的综合运行时间。

选择需要添加到OOC运行的模块，右键->Set As Out-Of-Context for Synthesis，弹出如下窗口：

其中Clock Constraint File必须创建一个新的XDC文件或在下拉菜单中选择一个已经存在的XDC文件，该约束文件中要有该模块时钟信号的相关约束。点击OK后，该模块会出现在Design Runs窗口的Out-of-Context Module Runs目录中，还有Compile Order窗口的Block Sources目录中。

当运行了OOC综合后，会产生底层模块的综合网表和存根文件（stub文件）。存根文件仅描述了底层模块的输入和输出，在综合顶层模块时，通过存根文件来调用底层模块，模块内部当作黑盒子看待。运行实现时，Vivado会将OOC模块的综合网表插入到顶层网表中，从而完成设计。

---

导入网表文件

可以通过实例化低层次网表或第三方网表来手工构造一个自底向上的设计流程。但需要知道，Vivado综合工具不会综合和优化网表，因此XDC约束和综合属性也不会对导入的网表产生作用。事实上，Vivado综合时既不会读取也不会修改网表中的内容。可以按照如下流程完成相关处理：

1. 创建低层次网表：创建一个工程，以要导入的网表作为顶层模块，将Settings->Synthesis->More Options设置为-mode out_of_context。这样综合时不会为该模块产生I/O缓存器。综合后，在Tcl控制台输入write_edif name.edf。
2. 设计中实例化低层次网表：顶层设计需要将低层次模块作为黑盒子实例化，类似于前面提到的stub文件。因此需要创建一个Verilog/VHDL文件，仅定义网表的端口，信号名称必须与网表中的端口名称完全匹配。
3. 组合为完整设计：当创建了OOC模式的低层次网表，并且在顶层设计中正确地实例化后，将第一步导出的edif网表添加到工程中。综合后，Vivado会将网表合并到顶层设计中。

---

Vivado IP和第三方综合工具

大多数Xilinx发布的IP核采用IEEE P1735进行加密，只有Vivado综合工具才支持对IP核的综合，第三方综合工具不能综合Vivado中的IP核。如果想把Vivado中的IP核在第三方综合工具中实例化，可以参考如下步骤：

1. 在Managed IP工程中（Vivado首页->Tasks->Manage IP）创建并配置好IP核。
2. 生成IP核的输出文件，包括综合设计检查点（DCP文件）。Vivado会创建一个stub文件（*_stub.v/*_stub.vhd），该文件会包含一些指令阻止从该文件中推断出I/O缓存器。根据使用的第三方综合器可能需要修改此文件。
3. 使用Vivado综合带有stub文件的Xilinx IP核。
4. 使用第三方综合工具产生的网表和Xilinx IP核的DCP文件一起运行实现步骤。