赛灵思带您进入“All Programmable”世界

2012年04月25日07:58:21 本网站我要评论(2)字号：T | T | T

赛灵思公司全球高级副总裁、亚太区执行总裁汤立人解读面向未来十年的Vivado 设计套件

4月25日，全球可编程平台领导厂商赛灵思公司（Xilinx, Inc. (NASDAQ:XLNX) ）全球公开发布以 IP及系统为中心的新一代颠覆性设计环境 Vivado 设计套件，致力于在未来十年加速“All Programmable”器件的设计生产力。赛灵思公司全球高级副总裁、亚太区执行总裁汤立人 (Vincent Tong) 表示，Vivado不仅能加速可编程逻辑和 IO 的设计速度，而且还可提高可编程系统的集成度和实现速度，让器件能够集成 3D堆叠硅片互联技术、ARM 处理系统、模拟混合信号 (AMS) 和绝大大部分半导体IP 核。

开启“All Programmable” 器件新时代

汤立人说：“在过去的几年中，赛灵思把半导体技术的创新推向了一个新的高度，并释放了可编程器件全面的系统级能力。随着赛灵思在获奖的Zynq™-7000 EPP（可扩展式处理平台）器件、革命性的3D Virtex®-7堆叠硅片互联（SSI）的技术器件上的部署，除了我们在FPGA技术上的不断创新之外，我们正开启着一个令人兴奋的新时代——一个“All Programmable”器件的时代。“

随着以IP及系统为中心的工具套件震撼登场，赛灵思也引领行业进入了一个“All Programmable”世界。

打破两大瓶颈

汤立人认为，“All Programmable”器件不只是涵盖可编程逻辑设计，还涉及到可编程系统集成，要在更少的芯片上集成越来越多的系统功能。为了构建上述系统，设计人员会面临一系列全新的集成和实现设计生产力瓶颈，这是我们必须要解决的问题。

第一个是集成瓶颈，包括：集成 C 语言算法和 RTL 级 IP ；混合 DSP、嵌入式、连接功能、逻辑领域；模块和“系统”验证和设计和 IP 重用。第二个是实现瓶颈，包括：层次化芯片布局规划与分区；多领域和多晶片物理优化；多变量“设计”和“时序”收敛的冲突；以及设计后期发生的ECO及变更引起的连锁反应。

Vivado 设计套件突破了可编程系统集成度和实现速度两方面的重大瓶颈，将设计生产力提高到同类竞争开发环境的4 倍。

Vivado的生产力提升至原来的4倍

他说：“为了响应客户对提升生产力、缩短产品上市时间，以及超越可编程逻辑，实现可编程系统集成等要求，赛灵思工程师从 2008 年开始付诸行动，并在过去一年里携手 100 多家客户和联盟计划成员进行了试用和测试（其中包括采用基于堆叠硅片互联技术（SSIT）的 Virtex-7 FPGA实现超大容量和带宽的客户），从而打造出了 Vivado 工具这一巅峰之作。”

Vivado 设计套件能帮助客户实现此前无法实现的工作。当设计人员在汽车、消费类、工业控制、有线与无线通信、医疗等众多应用中采用新一代“All Programmable”器件来实现可编程逻辑或者可编程系统集成时，Vivado工具有助于提高他们的生产力。尤其是进行新一代设计，如上所述，工程师可用 Vivado 工具解决集成和实现方面存在的诸多生产力瓶颈问题。

优化的Vivado 设计环境

Vivado设计套件包括高度集成的设计环境和新一代系统到 IC 级别的工具，这些均建立在共享的可扩展数据模型和通用调试环境基础上。这也是一个基于 AMBA AXI4 互联规范、IP-XACT IP 封装元数据、工具命令语言 (TCL)、Synopsys 系统约束 (SDC) 等有助于根据客户需求量身定制设计流程并符合业界标准的开放式环境。赛灵思构建的 Vivado 工具将各类可编程技术结合在一起，可扩展实现多达 1 亿个等效 ASIC 门的设计。

为了解决集成的瓶颈问题，Vivado IDE 采用了用于快速综合和验证 C 语言算法 IP 的 ESL 设计、实现重用的标准算法和RTL IP封装技术、标准IP 封装和各类系统构建块的系统集成、可将仿真速度提高 3 倍的模块和系统验证功能，以及可将性能提升百倍以上的硬件协同仿真功能。

Vivado设计套件组件加速集成和实现

为了解决实现的瓶颈，Vivado 工具采用层次化器件编辑器和布局规划器、速度提升了3 至 15 倍且为 SystemVerilog 提供业界领先支持的逻辑综合工具、速度提升了4 倍且确定性更高的布局布线引擎、以及通过分析技术可较小化时序、线长、路由拥堵等多个变量的“成本”函数。此外，增量式流程能让工程变更通知单 (ECO) 的任何修改只需对设计的一小部分进行重新实现就能快速处理，同时确保性能不受影响。较后，Vivado 工具通过利用较新共享的可扩展数据模型，能够估算设计流程各个阶段的功耗、时序和占用面积，从而达到预先分析，进而优化自动化时钟门等集成功能。

Vivado 设计套件与Virtex-7 2000T FPGA的组合改变了可编程逻辑产业发展的模式。Vivado 使博通无需进行任何手动布局规划或分区工作，就能够设计出业界较大容量的 FPGA。

学习使用按钮式 Vivado 集成开发环境(IDE) 对大多数用户而言应当相对比较简单，特别是用户已有 ISE PlanAhead 工具的使用经验，那就更容易了。随着用户不断熟悉 Vivado IDE，还可利用不断推出的新特性以及 GUI 内置的分析和优化功能，轻松优化性能、功耗和资源利用。

据介绍Vivado 设计套件 2012.1 版本现已作为早期试用计划的一部分推出。今夏早些时候将公开发布 2012.2 版本，今年晚些时候还将推出 WebPACK。目前采用 ISE 设计套件版本的客户将免费获得较新 Vivado 设计套件版本和IDS。赛灵思将继续为针对 7 系列及早期产品设计的客户提供 ISE 设计套件支持。

http://www.xilinx.com/cn

<附录>

赛灵思公开发布 Vivado 设计套件常见问题解答

Vivado™ 设计套件是什么？

集成的设计环境——Vivado 设计套件包括高度集成的设计环境和新一代从系统到 IC 级的工具，这些均建立在共享的可扩展数据模型和通用调试环境基础上。这也是一个基于 AMBA AXI4 互联规范、IP-XACT IP 封装元数据、工具命令语言 (TCL)、Synopsys 系统约束 (SDC) 以及其它有助于根据客户需求量身定制设计流程并符合业界标准的开放式环境。赛灵思构建的的 Vivado 工具将各类可编程技术结合在一起，能够可扩展实现多达 1 亿个等效 ASIC 门的设计。

专注于集成的组件——为了解决集成的瓶颈问题，Vivado 设计套件采用了用于快速综合和验证 C 语言算法 IP 的 ESL 设计，实现重用的标准算法和 RTL IP 封装技术，标准 IP 封装和各类系统构建模块的系统集成，模块和系统验证的仿真速度提高了3 倍，与此同时，硬件协仿真将性能提升了100倍。

专注于实现的组件——为了解决实现的瓶颈，Vivado工具采用层次化器件编辑器和布局规划器、速度提升了3 至 15 倍，且为 SystemVerilog 提供了业界较好支持的逻辑综合工具、速度提升 4 倍且确定性更高的布局布线引擎，以及通过分析技术可较小化时序、线长、路由拥堵等多个变量的“成本”函数。此外，增量式流程能让工程变更通知单 (ECO) 的任何修改只需对设计的一小部分进行重新实现就能快速处理，同时确保性能不受影响。较后，Vivado 工具通过利用较新共享的可扩展数据模型，能够估算设计流程各个阶段的功耗、时序和占用面积，从而达到预先分析，进而优化自动化时钟门等集成功能。

为何要打造全新的工具套件而不是对 ISE 设计套件进行升级？

客户需要一个全新的设计环境以提升生产力、缩短产品上市时间、超越可编程逻辑、实现可编程系统集成等。为了响应客户的需求，赛灵思工程师从 2008 年开始付诸行动，打造出了 Vivado 工具这一巅峰之作。

Vivado 工具能解决当前设计人员面临的哪些主要挑战？

“All Programmable”器件不只是涵盖可编程逻辑设计，还涉及到可编程系统集成，要在更少的芯片上集成越来越多的系统功能。为了构建上述系统，我们会面临一系列全新的集成和实现设计生产力瓶颈，这是我们必须要解决的问题：

集成瓶颈

· 集成 C 语言算法和 RTL 级 IP

· 混合 DSP、嵌入式、连接功能、逻辑领域

· 模块和“系统”验证

· 设计和 IP 重用

实现瓶颈

· 层次化芯片布局规划与分区

· 多领域和多晶片物理优化

· 多变量“设计”和“时序”收敛的冲突

· 设计后期发生的ECO及变更引起的连锁反应

较新环境相对于 ISE 设计套件14 生产力方面有何优势？

联盟计划成员、客户以及赛灵思团队通过运行各种经现场测试的设计，结果表明，相对于同类竞争工具，Vivado 设计套件从总体上把集成度和实现速度提高至原来的4 倍。

赛灵思是不是不再需要 ISE 设计套件了？

不是。ISE 设计套件 14 版本支持目前的 28nm 产品，赛灵思会继续为面向前代产品设计的工具提供支持。

现在客户能做些什么？

客户可报名参加早期试用计划，下载相关技术文档，抢先了解 Vivado 设计套件，为自己首款或下一款 7 系列 FPGA 和 Zynq-7000 EPP 设计做好准备。今夏早些时候7 系列将面向公众全面推出，今年晚些时候 Zynq-7000 EPP也将面向公众发货。早期试用计划参与者可在 5 月 8 日下载相关工具。

“All Programmable”器件具体是指什么东西？

就 28nm 工艺而言，赛灵思开发出了许多类型的可编程技术，从逻辑和 IO、软件可编程 ARM 处理系统、3D-IC、模拟混合信号(AMS)、系统到 IC 设计工具以及 IP 等。赛灵思将上述可编程技术进行不同组合，然后集成到”All Programmable”器件中，如目前发货的基于堆叠硅片互联技术 (SSIT) 的 Virtex-7 2000T FPGA 和 Zynq-7000 可扩展处理平台 (EPP) 以及支持高级模拟混合信号(AMS)、高性能 SERDES 和 PLL 到可编程数据转换器资源的 FPGA。

Vivado 设计套件能帮助客户实现哪些此前无法实现的工作？

当设计人员在汽车、消费类、工业控制、有线与无线通信、医疗等众多应用中采用新一代“All Programmable”器件来实现可编程逻辑或者可编程系统集成时，Vivado工具有助于提高他们的生产力。尤其是进行新一代设计，如上所述，工程师可用 Vivado 工具解决集成和实现方面存在的诸多生产力瓶颈问题。

学习使用 Vivado 设计套件难不难？

-- 技术问题 --

是否支持部分可重配置功能？

支持。2012 年底的 beta 版本中将提供部分可重配置功能。2012 年内，需要部分可重配置功能的用户用户还需要继续使用 ISE。

Vivado 综合技术与赛灵思综合技术 (XST) 有何不同？

Vivado 综合技术基于经业界验证的 ASIC 综合技术，能扩展适应于极大型设计。它可支持 SystemVerilog、SDC、TCL 等，并采用 Vivado共享的可扩展数据模型支持整个流程的交叉测试。

新工具与 ISE 间能否支持项目的移植？

ISE 项目浏览器和 PlanAhead 项目能移植到 Vivado IDE，但 Vivado 项目无法移植到 PlanAhead。除约束文件，包括源文件列表在内的所有其它项目设置均能进行传输。客户必须创建赛灵思设计约束 (XDC) 格式的约束条件，并将其单独添加到项目中。

Vivado IP 集成器为什么优于 Altera 的 QSys？

设计人员可利用 Vivado 以图形的形式创建 IP 系统，或利用 TCL、参数传递、Vivado 仿真和 ChipScope 集成等，专门针对调试设计。从实现工具（报告、布局规划、原理图）返回 IPI的交叉测试可加速融合，这也是一大优势。

Vivado 仿真器与 ISim 有什么不同？

Vivado 仿真器采用全新的引擎，紧密集成于 Vivado IDE 中。该引擎的速度比 ISim 快 3 倍，而占用的存储器容量却仅为一半。它完全集成于 Vivado IDE，能够通过 TCL 更好地控制仿真器操作。

Vivado 仿真器能否使旧版架构设计符合 7 系列要求？

一般说来，赛灵思建议用户采用原生架构。不过 Vivado 支持旧版架构的程度与 ISE 针对所有 Virtex 级别器件的支持相同。

Vivado 仿真器是否支持 VHDL 和 Verilog 的时序仿真？

Vivado 仅为 Verilog 的时序仿真提供支持。但是 Vivado 可为 Verilog 和 VHDL 以及混合语言提供功能仿真支持。

Vivado 为什么不支持 VHDL 时序仿真？

VHDL 时序仿真是基于 VITAL 的仿真，该标准速度很慢，限制性较大，且已长期未进行更新。

客户能否用 Mentor、Synopsys、Cadence 和 Aldec 编译赛灵思仿真库？

可以。Vivado 设计套件可提供名为 compxlib 的 TCL 命令以编译仿真库。

Vivado 仿真器是否支持 SystemVerilog 或硬件协仿真？

我们计划在今后发布的软件版本中为二者提供支持。

赛灵思带您进入“All Programmable”世界

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