ISE約束文件的基本操作

1、ISE約束文件的基本操作1約束文件的概念FPGA設(shè)計中的約束文件有3類：用戶設(shè)計文件（.UCF文件）、網(wǎng)表約束文件（.NCF文件）以及物理約束文件（.PCF文件），可以完成時序約束、管腳約束以及區(qū)域約束。3類約束文件的關(guān)系為：用戶在設(shè)計輸入階段編寫UCF文件，然后UCF文件和設(shè)計綜合后生成NCF文件，最后再經(jīng)過實現(xiàn)后生成PCF文件。本節(jié)主要介紹UCF文件的使用方法。UCF文件是ASC2碼文件，描述了邏輯設(shè)計的約束,可以用文本編輯器和Xilinx約束文件編輯器進(jìn)行編輯。NCF約束文件的語法和UCF文件相同，二者的區(qū)別在于：UCF文件由用戶輸入，NCF文件由綜合工具自動生成，當(dāng)二者發(fā)生沖突時，以U

2、CF文件為準(zhǔn)，這是因為UCF的優(yōu)先級最高。PCF文件可以分為兩個部分：一部分是映射產(chǎn)生的物理約束，另一部分是用戶輸入的約束，同樣用戶約束輸入的優(yōu)先級最高。一般情況下，用戶約束都應(yīng)在UCF文件中完成，不建議直接修改NCF文件和PCF文件。2創(chuàng)建約束文件約束文件的后綴是.ucf,所以一般也被稱為UCF文件。創(chuàng)建約束文件有兩種方法，一種是通過新建方式，另一種則是利用過程管理器來完成。第一種方法：新建一個源文件，在代碼類型中選取ImplementationConstrainsFile,在FileName中輸入one2two_ucf”。單擊Next”按鍵進(jìn)入模塊選擇對話框，選擇模塊one2two,然后單

3、擊Next進(jìn)入下一頁，再單擊“Finish”按鍵完成約束文件的創(chuàng)建。第二種方法：在工程管理區(qū)中，將“Sourcefor”設(shè)置為“Synthesis/lmplementation”?！癈onstrainsEditor”是一個專用的約束文件編輯器，雙擊過程管理區(qū)中“UserConstrains”下的“CreateTimingConstrains”就可以打開“ConstrainsEditor,其界面如圖所示：圖啟動ConstrainsEditor引腳約束編輯在“Ports”選項卡中可以看到，所有的端口都已經(jīng)羅列出來了，如果要修改端口和FPGA管腳的對應(yīng)關(guān)系,只需要在每個端口的“Location”列中

4、填入管腳的編號即可。例如在UCF文件中描述管腳分配的語法為：NET“端口名稱”LOC=引腳編號;需要注意的是，UCF文件是大小敏感的，端口名稱必須和源代碼中的名字一致，且端口名字不能和關(guān)鍵字一樣。但是關(guān)鍵字NET是不區(qū)分大小寫的。3編輯約束文件在工程管理區(qū)中，將“Sourcefor”設(shè)置為“Synthesis/lmplementation”，然后雙擊過程管理區(qū)中“UserConstrains下的“EditConstraints(Text)就可以打開約束文件編輯器，如下圖所示，就會新建當(dāng)前工程的約束文件。圖用戶約束管理窗口UCF文件的語法說明1語法UCF文件的語法為：NET|INST|PINsi

5、gnal_nameAttribute;其中，signal_name是指所約束對象的名字，包含了對象所在層次的描述Attribute為約束的具體描述;語句必須以分號“；”結(jié)束?？梢杂谩?”或“/*/”添加注釋。需要注意的是：UCF文件是大小寫敏感的，信號名必須和設(shè)計中保持大小寫一致，但約束的關(guān)鍵字可以是大寫、小寫甚至大小寫混合。例如：NETCLKLOC=P30;“CLK”就是所約束信號名，LOC=P30；是約束具體的含義，將CLK信號分配到FPGA的P30管腳上。對于所有的約束文件，使用與約束關(guān)鍵字或設(shè)計環(huán)境保留字相同的信號名會產(chǎn)生錯誤信息，除非將其用括起來，因此在輸入約束文件時，最好用將所有的

6、信號名括起來。2通配符在UCF文件中，通配符指的是“*”和“?”?！?”可以代表任何字符串以及空，“?”則代表一個字符。在編輯約束文件時，使用通配符可以快速選擇一組信號，當(dāng)然這些信號都要包含部分共有的字符串。例如：NET*CLK?FAST;將包含“CLK”字符并以一個字符結(jié)尾的所有信號，并提高了其速率。在位置約束中，可以在行號和列號中使用通配符。例如：INST/CLK_logic/*LOC=CLB_r*c7;把CLK_logic層次中所有的實例放在第7列的CLB中。3定義設(shè)計層次在UCF文件中，通過通配符*可以指定信號的設(shè)計層次。其語法規(guī)則為：*遍歷所有層次Levell/*遍歷levell及以

7、下層次中的模塊Level1/*/遍歷level1種的模塊，但不遍歷更低層的模塊例4-5根據(jù)圖4-75所示的結(jié)構(gòu)，使用通配符遍歷表4-3所要求的各個模塊。圖層次模塊示意圖表要求遍歷的符號列表要求遍歷的符號相應(yīng)的約束語句所有符號INST*或INSTAl,B1/C1INSTj(INSTAlJA3INSTAlWINSTAlB22；C22：INST嚴(yán).管腳和區(qū)域約束語法LOC約束是FPGA設(shè)計中最基本的布局約束和綜合約束，能夠定義基本設(shè)計單元在FPGA芯片中的位置,可實現(xiàn)絕對定位、范圍定位以及區(qū)域定位。此外，LOC還能將一組基本單元約束在特定區(qū)域之中。LOC語句既可以書寫在約束文件中，也可以直接添加到設(shè)

8、計文件中。換句話說，ISE中的FPGA底層工具編輯器(FPGAEditor)、布局規(guī)劃器(Floorplanner)和引腳和區(qū)域約束編輯器的主要功能都可以通過LOC語句完成。LOC語句語法INSTinstance_nameLOC=location;其中“l(fā)ocation”可以是FPGA芯片中任一或多個合法位置。如果為多個定位，需要用逗號“,”隔開，如下所示：LOC=location1,location2,.,locationx;目前，還不支持將多個邏輯置于同一位置以及將多個邏輯至于多個位置上。需要說明的是，多位置約束并不是將設(shè)計定位到所有的位置上，而是在布局布線過程中，布局器任意挑選其中的一個

9、作為最終的布局位范圍定位的語法為：INST“instance_name”LOC=location:locationSOFT;常用的LOC定位語句如表4-4所列。表常用的LOC定位語句3C逶旬說明INSTd,instaiice_BaiMHL0C=P12;單葩翻將no管腳H2分目血例啟號IMST單定位語旬將翻豈于坐標(biāo)柵久列3的ULB申閑任嚴(yán)于SILCEINST丸instaimjtaine”LOC=SLICE,X3Y2-單定便翻疑燧箱萱于曲xy網(wǎng)1格中的（32J位輕上IHSTrtinst?aice-na砂bOOTBUF_RlC2.倉單定監(jiān)語句將辭至于1你2列位置的兩于TBUF中IHSTinstanc

10、EjiamjeLOC=MUU1SX13_XOY6;單咸銅貉乘法署遲輯置于罪法器xy碗中co.位豊上的MULTI3X32乘注將中INSTinstancejtauie”LOC=cfo_r4c5s1jcb_ii4c6將鈾喪脣萱于4行5列CLS和4疔6列的CLB中捷右端的SliM申INST於LJOOSUCE_X2Y10,SEICE_XJY10,事定位語旬將邏輯置于曲即網(wǎng)鎔中（2i10（1j迎他置曲購中INSTinstaiojaii計LDC=SLICE,兀3仍:SUCE_X520-宛團走恆語旬將邃輯至于4行4列CLB左上対的任一Sitae上INSTinstsiiciiauijeIjC1C=5UCE_X3

11、Y5SUCE_X50F菇國定位語句將逵輯至乎Sli砂網(wǎng)格中，3j51兩點斕箱皴的矩衲的任一Slice中使用LOC完成端口定義時，其語法如下：NETTop_Module_PORTLOC=Chip_Port;其中，“Top_Module_PORT”為用戶設(shè)計中頂層模塊的信號端口，“Chip_Port”為FPGA芯片的管腳名。LOC語句中是存在優(yōu)先級的，當(dāng)同時指定LOC端口和其端口連線時，對其連線約束的優(yōu)先級是最高的。例如，在圖4-76中，LOC=11的優(yōu)先級高于LOC=38。圖LOC優(yōu)先級示意圖2LOC屬性說明LOC語句通過加載不同的屬性可以約束管腳位置、CLB、Slice、TBUF、塊RAM、硬

12、核乘法器、全局時鐘、數(shù)字鎖相環(huán)（DLL）以及DCM模塊等資源，基本涵蓋了FPGA芯片中所有類型的資源。由此可見，LOC語句功能十分強大，表4-5列出了LOC的常用屬性。表LOC語句常用屬性列表m用瞎性示例瞎性含義10當(dāng)腳約束F12特告號萱于由石片引腳號運僮關(guān)口上A12將信號査于由忑片引騰降列號走位跡口上bpl,t,r將倍號定位到芯片特定邊畀中從物理位置上別分的上、下、左、右痢分）的端口上-1_B,RB,LI；町BR.TR,BITL將信號定位到芯片將定邊界上4半（從艇位置上劃綢Lt左、上右，下左、下右、左上、坐卞右上以盪右下g部分）位進(jìn)中瞬口上.BajahO.BanM.Bank2,BanKS.BflnkJ.BankS,Bank?特信號譽于特走肆分組中的端口上OLE?CLB_R4C3(ffr.S0orj)指定確運位置的CLB親實現(xiàn)遲輯CLB_RC3SQtorS3)拾罡確定位置的CL軸聲決釆實現(xiàn)邏韻SliceSUCE_K22Y3SSilalSlke坐標(biāo)莉總羽鑼癥包査的Slke采淇規(guī)卻TBUFTBUFC7(or.Oof.1)指危確定位琶的TBtJF來實現(xiàn)迸幗TBUF_X6Y7塊RAMRAMBR3d指定確走述置的咖山1來冥現(xiàn)