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FPGA综合工具介绍

作者：小丑西瓜9 | 2024-05-04 18:08:45

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fpga综合工具

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FPGA（Field Programmable Gate Array）是一种可编程逻辑器件，它可以通过编程实现各种不同的数字电路。FPGA综合工具是用来将设计语言代码转换为FPGA硬件的软件工具。在本文中，我们将详细介绍FPGA综合工具的功能和使用方式。

FPGA专栏：https://blog.csdn.net/zhouruifu2015/category_5690253

FPGA综合工具的功能

FPGA综合工具的主要功能是将设计语言代码转换为FPGA硬件。具体来说，它可以将HDL（Hardware Description Language）代码转换为FPGA中的逻辑电路。FPGA综合工具还可以进行时序分析和时序优化，以确保设计的正确性和性能。

FPGA综合工具的另一个重要功能是针对特定的FPGA芯片进行优化。每个FPGA芯片都有其独特的架构和资源，因此FPGA综合工具可以针对特定的芯片进行优化，以最大限度地利用其资源。

FPGA综合工具的使用

FPGA综合工具的使用步骤如下：

1. 编写HDL代码：使用HDL语言编写FPGA设计代码，如VHDL或Verilog。

2. 确定FPGA芯片：选择要使用的FPGA芯片，并确定其架构和资源。

3. 配置综合工具：将FPGA综合工具配置为适合所选芯片的设置，包括时钟频率、时序约束和优化选项等。

4. 进行综合：运行综合工具来将HDL代码转换为FPGA逻辑电路。在此过程中，综合工具将执行时序分析和时序优化，以确保设计的正确性和性能。

5. 生成bit文件：将生成的电路转换为可编程的bit文件，以便将其下载到FPGA芯片中。

需要注意的是，在进行FPGA综合之前，必须先进行仿真和验证。仿真可以模拟电路的行为，以确保设计的正确性。验证可以检查设计是否满足时序约束和性能要求。

FPGA综合工具

目前FPGA综合工具有Mentor Graphics的LeonardoSpectrum，Synplicity的Synplify 和 Synopsys的FPGA CompilerII/FPGA Express。

1. LeonardoSpectrum:

- 支持多种FPGA系列，包括Xilinx、Altera、Lattice等。

- 提供了大量的优化选项，包括时序优化、面积优化、功耗优化等。

- 支持多种设计语言，包括VHDL、Verilog、SystemVerilog等。

- 提供了可视化的设计调试工具，如波形查看器、时序分析器等。

- LeonardoSpectrum对综合的控制能力比较强，但使用也略为复杂，故需要在使用前尽量熟悉其功能，才能取得较好的综合结果。

当出现综合结果不能满足约束条件时，不要急于修改设计源文件，应当通过综合器提供的时序和面积分析命令找出关键所在，然后更改综合控制或修改代码。

在LeonardoSpectrum 2000.1b以前的版本输出的 .v 网表都不能用于仿真。

2. Synplify:

- 采用了多种综合算法，可实现快速、准确的综合。

- 支持多种FPGA系列，包括Xilinx、Altera、Lattice等。

- 提供了多种优化选项，包括时序优化、面积优化、功耗优化等。

- 支持多种设计语言，包括VHDL、Verilog、SystemVerilog等。

3. FPGA Compiler II/FPGA Express:

- 采用了多种综合算法，可实现快速、准确的综合。

- 支持多种FPGA系列，包括Xilinx、Altera、Lattice等。

- 提供了多种优化选项，包括时序优化、面积优化、功耗优化等。

- 支持多种设计语言，包括VHDL、Verilog、SystemVerilog等。

- 可以与其他Synopsys工具集成，如PrimeTime等，实现全流程的设计验证和优化。

其他FPGA综合工具和特点

除了上述三个FPGA综合工具，目前市面上可用的FPGA综合工具，还有以下几个常用的FPGA综合工具：

1. Xilinx ISE

Xilinx公司自己开发的综合工具，支持Xilinx FPGA，具有可靠性高、综合速度快、资源利用率高等特点。

2. Altera Quartus II

Altera公司自己开发的综合工具，支持Altera FPGA，具有综合速度快、资源利用率高、设计环境友好等特点。它支持多种设计语言，包括VHDL、Verilog和SystemVerilog。

3. Lattice Diamond

Lattice Semiconductor公司自己开发的一种综合（综合、实现和验证FPGA设计）工具，支持Lattice FPGA，具有资源利用率高、综合速度快、支持多种语言（VHDL和Verilog）等特点。

4. Cadence Encounter RTL Compiler：Cadence公司开发的综合工具，具有综合速度快、实现优化、资源利用率高等特点。

5. Mentor Graphics Precision RTL Plus：Mentor Graphics公司开发的综合工具，具有综合速度快、支持多种语言、支持多种FPGA等特点。

6. Quartus II

Quartus II是Intel公司的FPGA综合工具，可支持Altera公司的FPGA芯片。它提供了集成的设计环境和多种综合选项，包括高级优化、时序分析和约束、布局布线等功能，使设计人员可以快速、高效地完成FPGA设计。

Quartus II的特点：支持Altera公司的FPGA芯片，具有强大的综合和布局布线能力，可实现高性能和低功耗的设计。

7. Xilinx Vivado

Xilinx Vivado是Xilinx公司的FPGA综合工具（综合、实现和验证FPGA设计），可支持Xilinx公司的FPGA芯片。它提供了集成的设计环境和多种综合选项，包括高级优化、时序分析和约束、布局布线等功能，使设计人员可以快速、高效地完成FPGA设计。

Vivado的特点：支持Xilinx公司的FPGA芯片，具有强大的综合和布局布线能力，可实现高性能和低功耗的设计，同时还支持部分可编程逻辑器件（PLD）设计。它支持多种设计语言，包括VHDL、Verilog和SystemVerilog。

8. iCEcube2

iCEcube2是Lattice Semiconductor公司的FPGA综合工具，可支持Lattice Semiconductor公司的FPGA芯片。它提供了集成的设计环境和多种综合选项，包括高级优化、时序分析和约束、布局布线等功能，使设计人员可以快速、高效地完成FPGA设计。

iCEcube2的特点：支持Lattice Semiconductor公司的FPGA芯片，具有强大的综合和布局布线能力，可实现高性能和低功耗的设计，同时还支持部分可编程逻辑器件（PLD）设计。

9. Libero SoC

Libero SoC是Microsemi公司的FPGA综合工具，可支持Microsemi公司的FPGA芯片。它提供了集成的设计环境和多种综合选项，包括高级优化、时序分析和约束、布局布线等功能，使设计人员可以快速、高效地完成FPGA设计。

Libero SoC的特点：支持Microsemi公司的FPGA芯片，具有强大的综合和布局布线能力，可实现高性能和低功耗的设计，同时还支持部分可编程逻辑器件（PLD）设计，还具有安全和可靠性方面的优势。

不同的综合工具都有各自的特点，具体选择哪个综合工具取决于设计需求和开发者的个人喜好。

总之，FPGA综合工具是将HDL代码转换为FPGA硬件的关键工具。它可以进行时序分析和时序优化，以确保设计的正确性和性能。常见的FPGA综合工具包括Xilinx Vivado、Altera Quartus Prime和Lattice Diamond。

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