玩转Vivado之Timing Constraints

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         最近在熟悉Xilinx已经推出好几年的Vivado，虽然特权同学之前已经着手玩过这个新开发工具，但只是简单的玩玩，没有深入，这回得以静下心做些研究，并且纯粹是在Vivado软件的使用方面。最大的感受是，虽然大的框架，基本的流程和方法论上没有任何大的变化，不过“换汤不换药”。但是，在工具使用的一些细节上，即用户体验，尤其是易用性方面，能感受到Xilinx下功夫了。

         这里就先拿Timing Contrasint方面来做点文章吧。首先是Constraints Wizard，这里一步一步往下走，几乎所有的Constraint遍历一次，对于第一次做Constraint非常方便。

图1 Constraints Wizard开启按钮

         对于Constraints Wizard中input/output端口的约束，过去特权同学一到具体给定约束值时，老是范糊涂，因为Quartus II和ISE对IO端口的约束方式和计算公式略有不同，容易混淆。而老掉牙的ISE中也只是光秃秃的没有任何提示，Vivado可好了，出现了标好了具体约束值的时序图，一目了然，很容易就可以下手做约束了。

图2 Constraints Wizard的output约束界面

图3 ISE中光秃秃的Constraint界面

         另外一点，Xilinx一直做得比Altera的TimeQuest好的是，对于IO端口约束过的和没有约束过的，都能够一目了然的分别列出来，让设计者不至于遗漏。

图5 Constraints Wizard的output约束界面

         当然了，除了Constraints Wizard，还是有专门的Timing Constraints页面可以查看、编辑所有的约束。与以前的UCF文件不一样的是，Vivado用新的格式XDC用于存储约束脚本。

图6 Timing Constraints页面

         另外，特权同学还发现了一个非常好的功能，即约束模版（Language Templates）中的XDC模版。

图7 Language Templates开启按钮

         Language Templates中，ISE也有时序约束的模版，但是比较下来，发现Vivado中增加了很多实用的模型，比如图8所示的Center-Aligned --> Single Data Rate(SDR)，里面有时序示意图，非常简单清晰，对于这类常用接口不需要再去研究input/output端口时序约束公式了，直接上来就可以填时间，然后copy到工程的XDC文件中。

图8 Language Templates页面

         再说XDC文件的管理，它其实不光可以存储时序约束脚本，所有相关的设计约束脚本都是存储在XDC格式的文件中。而且可以有多个XDC文件同时存在一个工程中，它们可以Enable也可以Disable。对于一个难于收敛的时序设计，这个Enable和Disable功能就非常实用了。设计者通常会使用不同的约束策略，过去只能在一个文件里面改来改去，注释来注释去，极易混淆，但是这种多文件管理的支持，就非常便于管理和维护。

         对于同一个工程，甚至可以同时查看不同约束策略下的时序报告，可以非常直观的对比。这一点在过去的ISE上咱没有试过，不知道可不可以，但是在Quartus II的TimeQuest中肯定不能，所以，这绝对又是一个亮点。