【FPGA】Vivado的文件结构和配置

少女dtysky

世界Skill

时刻2015.05.08

路标

Vivado是Xilinx公司最新的开发套件，ISE不再支持最新的7系列以及后面将要出的系列，然而Vivado本身也不支持7系列以前的硬件，这就表明它本身是一个分水岭，也或许可以说是一次决意的革新，当然，本人对ISE的坑爹早有耳闻所以以前一直用的是A家的Quartus，不过由于某些原因，嘛，总之Vivado用完了还是很顺手的，尤其是其文件结构值得一提，控制台脚本强大，IP封装比较顺滑并且不得不承认或许先封装IP再图形化连接的确可以提高效率（当然这是在用verilog和vhdl的情况下，抽象强大的sv如果被广泛支持就没他啥事了ww），不过将IP的UI层和IP的逻辑层分离值得赞许，但编辑器还是一如既往的狗屎。

1.目录结构

当我们新建了一个工程并且完成了文件添加和综合、布局布线以及生成bit流生成，最后导出sdk后，整体的目录主要如下，此处假设工程名称为EX:

EX.xpr: 项目管理文件，里面记录了该工程的文件索引。
Ex.srcs: 项目源文件目录，里面又分文sources_n, sim_n,和constrs_n而sources_n和sim_n内又分为import和new，顾名思义，源文件和仿真文件被分离开，但源文件实际上也是参与仿真的，sources_n下属子目录的子目录中除了自己新建的设计文件，又可以分为ip、bd等,ip目录下是ip核生成的文件，bd则是vivado专用图形设计界面的文件（bd的创建和文件解析将会在后面的教程中说到），sim_n内的文件通常是test bench，constrs_n内是XDC约束文件，用于时序约束和引脚约束等。此外，如果使用了ip，将可能生成ipshare目录，此目录中存放了一些保存被引用ip的一个临时副本。
EX.runs: 内部有许多名为(name)_synth_n和(name)_imp_n形式的文件夹，里面是综合和布局布线生成的一些临时文件，对于主模块，其(name)为空，里面生成的文件中包含报告文件和bit流。
EX.hw: 此目录中是存放硬件信息的，包括使用器件和综合后的网表，同时ila的波形调试结果也在此目录中存储。
EX.sdk: 只有在使用了CPU(无论是软核还是硬核)时才会出现这个目录，这个目录下存放的是SDK的工程，内部包括根据硬件生成的BSP和你自己新建的软件工程。
EX.cache: 临时缓存文件，无视即可。

这里需要注意的是，vivado使用的是相对路径，这个相对是相对于.xpr文件而言的，实际上这带来了很大的方便，这意味着我们不必关注绝对路径，只要保证文件结构的基本不变，便可以随意使用，不但如此，xilinx的工程师很欣慰的使用了xml明文方式记录文件架构，无论是xpr文件，还是后面教程中要提到的bd文件，还是后面同样提到的ip管理文件，这意味着如果我们需要创建一系列的工程，比如我做的图像处理库，它们都拥有着相似的结构，那么只需要用文本编辑器对xpr等文件进行编辑基本就可以构建相似的工程。

2.文件结构

xpr等文件遵从由明文的xml语法，如果你打开任意一个新建好的工程的xpr文件，将会看到类似于以下的内容：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
......
<Project Version="7" Minor="2" Path="......">
    <DefaultLaunch Dir="$PRUNDIR"/>
    <Configuration>
        <Option Name="Id" Val="58d46179d1874f22945d718ae416c55f"/>
        ......
    </Configuration>
    <FileSets Version="1" Minor="31">
    <FileSet Name="sources_1" Type="DesignSrcs" RelSrcDir="$PSRCDIR/sources_1">
        <Filter Type="Srcs"/>
        <File Path="$PSRCDIR/sources_1/new/ContrastTransform.v">
        <FileInfo>
            <Attr Name="UsedIn" Val="synthesis"/>
            <Attr Name="UsedIn" Val="implementation"/>
            <Attr Name="UsedIn" Val="simulation"/>
        </FileInfo>
        </File>
        <Config>
        <Option Name="DesignMode" Val="RTL"/>
        <Option Name="TopModule" Val="ContrastTransform"/>
        <Option Name="TopAutoSet" Val="TRUE"/>
      </Config>
    </FileSet>
......
</Project>

结构一目了然，非常清晰，Project块表示这个项目中所有的元素，Version等属性代表着项目的属性，内部的一些如同Configuration、FileSet等标签则是表明了这个项目的一些配置和文件结构，比如我这个项目拥有一个名为ContrastTransform.v的主要源文件，所以FileSet的sources_1内便有一个File标签内定义着这个文件，随后还给这个文件定义了作用域，比如

Name="UsedIn" Val="synthesis"

就表明这个文件被用于综合。
其他还有一些设置通过名字就能猜得出来，不再多说。
那么，我们如何善用这种结构呢，很简单。
比如我有一个AImage的工程，其中有许多文件，这些文件都是以A_X.v, A_Y.sv形式命名的，新建一个工程再添加未免烦躁，这时候我们可以拷贝整个工程，将所有文件的"A_"改成"B_"，并且在xpr文件中将所有的"A_"替换成"B_"即可。
如果你会脚本语言，那就更简单了，写个小脚本处理一下就OK（python死忠www）。

3.配置

文件目录结构以上就说的差不多了，这里再说一些vivado的配置。
众所周知，对于一个程序员，一个优雅的编辑器是多么的重要，当用惯了还算优雅的quartus的编辑器再来使用vivado的编辑器时，我感觉我吃到了什么不好的东西，这里我想对x家的工程师说一下，工程师何苦为难工程师。
当然x家工程师还算有良心，提供了编辑器的可配置选项，在vivado的GUI下，点击标题栏的Tools -> Options -> General -> Text Editor:

Vivado-editor-conf

如果你是高贵的vim党啊，emacs党啊，还有不怎么高贵的notepad++党啊，他有默认配置，当然我用的sublime他也有，不过不知道是不是环境变量的问题并没有啥用，所以我用了一下策略：
在这里选择Custom Editor，并且点击后面的...按钮输入打开编辑器时候的指令：

B:/Poetic_Being/Sublim_Text_3/sublime_text.exe [file name]:[line number]

B:/Poetic_Being/Sublim_Text_3/sublime_text.exe是我的sublime执行文件路径，替换掉就可以了。

其他配置也没什么好说的了，基本都是大家都会的，好，结束。

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