階層デザイン手法ガイド

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1 階 層 デザイン 手 法 ガイド

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3 Demo Design License 2010 Xilinx, Inc. This Design is free software; you can redistribute it and/or modify it under the terms of the GNU Lesser General Public License as published by the Free Software Foundation; either version 2.1 of the License, or (at your option) any later version. This library is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the GNU Lesser General Public License for more details. You should have received a copy of the GNU Library General Public License along with this design file; if not, see: The PlanAhead software source code includes the source code for the following programs: Centerpoint XML The initial developer of the original code is CenterPoint Connective Software Software Engineering GmbH. portions created by CenterPoint Connective Software Software Engineering GmbH. are Copyright CenterPoint - Connective Software Engineering GmbH. All Rights Reserved. Source code for CenterPoint is available at NLView Schematic Engine Copyright Concept Engineering. Static Timing Engine by Parallax Software Inc. Copyright Parallax Software Inc. Java Two Standard Edition Includes portions of software from RSA Security, Inc. and some portions licensed from IBM are available at Powered By JIDE 階 層 デザイン 手 法 ガイド japan.xilinx.com 3

4 Free IP Core License This is the Entire License for all of our Free IP Cores. Copyright (C) , ASICs World Services, LTD. AUTHORS All rights reserved. Redistribution and use in source, netlist, binary and silicon forms, with or without modification, are permitted provided that the following conditions are met: Redistributions of source code must retain the above copyright notice, this list of conditions and the following disclaimer. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright notice, this list of conditions and the following disclaimer in the documentation and/or other materials provided with the distribution. Neither the name of ASICS World Services, the Authors and/or the names of its contributors may be used to endorse or promote products derived from this software without specific prior written permission. THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS AS IS AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT OWNER OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE. 本 資 料 は 英 語 版 (v.12.3) を 翻 訳 したもので 内 容 に 相 違 が 生 じる 場 合 には 原 文 を 優 先 します 資 料 によっては 英 語 版 の 更 新 に 対 応 していないものがあります 日 本 語 版 は 参 考 用 としてご 使 用 の 上 最 新 情 報 につきましては 必 ず 最 新 英 語 版 をご 参 照 ください 4 japan.xilinx.com 階 層 デザイン 手 法 ガイド

5 目 次 このガイドについて... 7 階 層 デザインの 概 要... 7 階 層 デザイン フロー... 8 その 他 のリソース... 8 パーティションの 概 要... 9 パーティションのステート パーティションの 保 持 レベル インポート 先 ディレクトリ パーティションを 使 用 する 状 況 の 判 断 パーティション 使 用 の 利 点 と 欠 点 設 計 に 関 する 考 慮 事 項 最 適 化 の 制 限 パーティションの 境 界 を 越 えた 最 適 化 は 実 行 されない...13 パーティションの 入 力 に 供 給 される 定 数...14 パーティションの 未 接 続 の 出 力 は 最 適 化 されない つのパーティションのロジックを 別 のパーティションのロジックにパックできない...14 パーティションを 使 用 するインスタンスの 制 限...14 BoundaryOpt 属 性 を 使 用 した IP コアの 最 適 化 デザインの 構 造 HDL に 関 する 注 意 事 項 入 力 ポートおよび 出 力 ポートにレジスタを 付 ける...17 パーティション 内 外 のネットを 管 理 する...17 ファンアウトの 大 きいネットを 管 理 する...17 パーティションの 入 力 として 定 数 を 使 用 しない...17 ポートを 未 接 続 のままにしない...17 専 用 接 続 インポートの 制 限 パーティションのフロアプラン デザイン 保 持...19 合 成 パーティションフロー 合 成 パーティション フローの 概 要 Synplify Pro/Premier の 使 用 Synplify ボトムアップ フロー...22 Synplify Pro/Premier のインクリメンタル 合 成 フロー...22 Precision の 使 用 XST の 使 用 階 層 デザイン 手 法 ガイド japan.xilinx.com 5

6 コマンド ラインでのパーティション フロー PXML ファイルの 作 成 インプリメンテーションの 実 行 パーティションでサポートされていないインプリメンテーション オプション...28 パーティションのエクスポート 必 須 ファイル...29 オプションのファイル...29 パーティションのステートを import に 変 更 デザインでの 反 復 作 業 SmartXplorer の 使 用 パーティションの 削 除 PlanAhead でのパーティション フロー 新 規 プロジェクトの 作 成 パーティションの 作 成 PXML のインポート PXML のエクスポート BoundaryOpt 属 性 の 設 定 パーティションのフロアプラン パーティション デザインのインプリメント パーティションのプロモート パーティション ステートの 管 理 保 持 レベルの 管 理 デザイン 実 行 の 管 理 デザイン 保 持 フロー コマンド ライン フロー PlanAhead フロー パーティションのデバッグ インプリメンテーション エラー インポートしようとするとエラーが 発 生 する...47 インポートしたときにデザインのタイミングが 満 たされない...47 デザインを 配 置 できない...48 デザインを 配 線 できない...49 パーティションによりスライスの 使 用 量 が 増 加 する...49 BitGen の DRC エラー ChipScope のサポート japan.xilinx.com 階 層 デザイン 手 法 ガイド

7 このガイドについて このガイドでは ザイリンクス ソフトウェアでのパーティションおよびデザイン 保 持 の 手 法 について 説 明 します デザ イン 保 持 は 階 層 デザイン フローの 1 つです このガイドには 次 の 章 が 含 まれています 第 1 章 パーティションの 概 要 : ザイリンクス ソフトウェアの 階 層 デザイン フローの 基 本 ブロックであるパ ーティションの 概 要 を 説 明 します 第 2 章 設 計 に 関 する 考 慮 事 項 : デザインの 論 理 および 物 理 レイアウト HDL コーディングのガイドライ ン フロアプランの 必 要 性 など パーティションおよび 階 層 デザイン フローを 使 用 して 設 計 する 際 のさまざ まな 注 意 事 項 を 示 します 第 3 章 合 成 パーティションフロー : デザインでパーティションを 使 用 する 際 のインクリメンタル 合 成 およ びボトムアップ 合 成 について 説 明 し サポートされる 合 成 ツールを 示 します 第 4 章 コマンド ラインでのパーティション フロー : ISE コマンド ライン ツールでの 合 成 後 のデザイン フローにおけるパーティションの 設 定 および 使 用 方 法 を 示 します 第 5 章 PlanAhead でのパーティション フロー : PlanAhead ソフトウェア ツールでの 合 成 後 のデザイン フローにおけるパーティションの 設 定 および 使 用 方 法 を 示 します 第 6 章 デザイン 保 持 フロー : ISE コマンド ライン ツールおよび PlanAhead ソフトウェアを 使 用 した RTL フローおよびネットリスト フローでデザイン 保 持 を 使 用 する 方 法 を 示 します このガイドには 次 の 付 録 が 含 まれています 付 録 A パーティションのデバッグ : デザイン 保 持 フローで 発 生 するエラーのデバッグおよびトラブルシ ューティング 方 法 を 示 します 既 知 の 問 題 およびソリューションは アンサー #35019 を 参 照 してください このアンサーへのリンクは その 他 のリソース にあります メモ : このガイドを 参 照 する 前 に PlanAhead ソフトウェアの 基 本 的 な 機 能 に 慣 れておくことをお 勧 めしま す PlanAhead ソフトウェアの 詳 細 は その 他 のリソース にリストされている PlanAhead ユーザー ガイド および PlanAhead チュートリアルを 参 照 してください 階 層 デザインの 概 要 階 層 デザイン (HD) は デザインの 論 理 階 層 を 利 用 したデザイン 手 法 で フラット デザイン フローでの 制 限 を 克 服 します フラット フローではデザイン 全 体 を 一 度 に 最 適 化 できるという 利 点 がありますが 階 層 デザインではフラット フローでは 使 用 できない 機 能 を 使 用 できます 階 層 デザインを 使 用 すると 合 成 およびインプリメンテーションの 実 行 時 間 および 実 行 回 数 を 削 減 でき タイミング 要 件 を 満 たして 保 持 するのが 困 難 であったり 一 貫 したインプリメン テーション 結 果 が 得 られないといった 問 題 を 解 決 できます 階 層 デザインでは デザインを 小 型 のロジック ブロック に 分 割 できるので 主 要 な 機 能 を 個 別 に 開 発 できます これらの 機 能 は FPGA の 設 計 では 新 しいものであり 新 し い 設 計 フローを 使 用 することが 可 能 となります 階 層 デザイン 手 法 ガイド japan.xilinx.com 7

8 その 他 のリソース 階 層 デザイン フロー 現 在 のところ ソフトウェアでは 階 層 デザイン フローの 次 の 機 能 がサポートされています デザイン 保 持 : デザインを 小 型 のモジュールに 分 割 し 個 々のモジュールが 完 成 しタイミングが 満 たされ たら その 結 果 を 保 持 します パーシャル リコンフィギュレーション : FPGA のユーザー 定 義 の 部 分 を 動 作 中 にリコンフィギュレーション し デザインのほかの 部 分 に 影 響 を 与 えずにロジックを 変 更 消 費 電 力 を 削 減 リソースを 節 約 することが 可 能 です SCC (Single Chip Cryptography) : デザインの 厳 しいセキュリティ 要 件 を 複 数 の FPGA に 適 用 するの ではなく 1 つの FPGA に 適 用 します これは パーシャル リコンフィギュレーション ソリューションおよび 場 合 によってデザイン 保 持 を 利 用 したフローを 使 用 することにより 達 成 します 今 後 のザイリンクス ISE Design Suite ソフトウェアには 次 の 階 層 デザイン フローも 含 まれる 予 定 です チーム デザイン : デザインのコード インプリメンテーション 検 証 をチーム メンバーに 分 割 する 方 法 で す 各 チーム メンバーのブロックを 最 終 的 なインプリメンテーションにインポートすることにより 最 終 的 な デザインを 作 成 します この 際 各 ブロックの 配 置 配 線 は 保 持 されます IP 再 利 用 : ザイリンクス IP サードパーティ IP またはユーザー IP を 検 証 済 みの 配 置 配 線 結 果 を 使 用 してデザインにインポートします IP のインプリメント タイミング 検 証 ファンクション 検 証 を 再 実 行 する 必 要 はありません その 他 のリソース パーシャル リコンフィギュレーションの 詳 細 は 次 のサイトから パーシャル リコンフィギュレーション ユーザー ガイ ド (UG702) を 参 照 してください SCC フローの 詳 細 は SCC サイト を 参 照 してください この 情 報 およびマニュアルを 入 手 するには まず Web サイトで 登 録 をする 必 要 があります PlanAhead ソフトウェアの 詳 細 は 次 の 資 料 を 参 照 してください PlanAhead ユーザー ガイド (UG632) PlanAhead チュートリアル PlanAhead に 関 する 一 般 的 な 情 報 オンライン デモ ホワイト ペーパーは 次 を 参 照 してください 既 知 の 問 題 およびその 回 避 方 法 については アンサー #35019 を 参 照 してください 8 japan.xilinx.com 階 層 デザイン 手 法 ガイド

9 第 1 章 パーティションの 概 要 この 章 には 次 のセクションが 含 まれています パーティションのステート パーティションの 保 持 レベル インポート 先 ディレクトリ パーティションを 使 用 する 状 況 の 判 断 パーティション 使 用 の 利 点 と 欠 点 階 層 デザイン フローでは デザインを 小 型 のブロックに 分 割 します これらのブロックは パーティション と 呼 ばれ ザイリンクス ソフトウェアの 階 層 デザイン フローの 基 本 ブロックとなります 複 雑 なデザインを 小 型 の 作 業 しやすい 部 分 に 分 割 するため パーティションを 使 用 して 階 層 の 境 界 を 定 義 します パーティションにより 階 層 モジュールの 周 囲 に 境 界 が 作 成 され デザインのほかの 部 分 と 分 離 されます インプリメントおよびエクスポートしたパーティショ ンは 単 純 なコピー/ 貼 り 付 け 操 作 によりデザインに 挿 入 することにより そのモジュール インスタンスの 配 置 配 線 結 果 を 保 持 します パーティションの 定 義 および 制 御 は xpartition.pxml (PXML) ファイルで 指 定 します ツールを 実 行 すると このファイルが 読 み 込 まれます PXML ファイルは PlanAhead ソフトウェア グラフィカル ユーザー インターフェ イスを 使 用 して 作 成 するか 提 供 されている PXML テンプレートを 使 用 するかまたは 使 用 せずに 手 動 で 作 成 でき ます XPML ファイルの 作 成 については 第 4 章 コマンド ラインでのパーティション フロー を 参 照 してください 12.x リリースでは 次 の FPGA アーキテクチャでパーティションがサポートされています Spartan -3 プラットフォーム Spartan-3E プラットフォーム Spartan-3L プラットフォーム Spartan-3A プラットフォーム Spartan-3A DSP プラットフォーム Spartan-6 ファミリ Virtex -4 ファミリ Virtex-5 ファミリ Virtex-6 ファミリ 階 層 デザイン 手 法 ガイド japan.xilinx.com 9

10 パーティションのステート パーティションのステート パーティションは そのステートによってインプリメントまたはインポートできます パーティションを 初 めて ISE Design Suite インプリメンテーション ツール (NGDBuild MAP PAR など) で 実 行 する 場 合 パーティションのステ ートを implement に 設 定 する 必 要 があります インプリメンテーションが 完 了 したら パーティションをエクスポート し 今 後 の 実 行 で 結 果 をインポートできます ただし エクスポートされた 結 果 は 内 部 ロジックおよびパーティショ ン インターフェイスが 変 更 されていない 場 合 にのみ 今 後 のインプリメンテーションで 使 用 可 能 です パーティション モジュールに 変 更 を 加 えた 場 合 は そのパーティションの 配 置 配 線 をアップデートする 必 要 があり ます 変 更 されたパーティションを 再 インプリメントし 変 更 されなかったパーティションは 以 前 の 実 行 結 果 をインポ ートできます パーティションをアップデートする 必 要 のある 変 更 は 次 のとおりです HDL コードの 変 更 またはパーティションに 関 連 したネットリストが 変 更 される 変 更 AREA_GROUP LOC 制 約 など パーティションに 関 連 する 物 理 制 約 の 変 更 デバイス パッケージ スピード グレードなど ターゲット アーキテクチャの 変 更 パーティションに 接 続 された ChipScope Analyzer コアの 追 加 および 接 続 の 変 更 エクスポートされたパーティションのアップデートが 必 要 な 場 合 は パーティションのステートを 正 しく 管 理 するた め PXML ファイルで State 属 性 を 変 更 します パーティションのステートを 正 しく 管 理 しないと インプリメンテーシ ョン ツールでエラーが 発 生 します パーティションを 再 インプリメントする 必 要 のない 変 更 は 次 のとおりです TIMESPEC など ロジックの 物 理 的 なロケーションに 影 響 しない 制 約 の 変 更 par xe など インプリメンテーション オプションの 変 更 パーティションの 保 持 レベル パーティションの 主 な 目 的 は 以 前 の 結 果 をインポートすることにより 実 行 結 果 を 保 持 することです 保 持 レベルは 指 定 できます デフォルトでは パーティションをインポートしたときに 配 置 配 線 が 100% 保 持 されます このデフォルト 設 定 を 配 置 結 果 のみ ( 配 線 は 保 持 されない) 合 成 結 果 のみ ( 配 置 配 線 は 保 持 されない) を 保 持 するよう 変 更 できます パーティションをインポートすると 保 持 レベルにかかわらず 配 置 配 線 を 含 むすべてのイ ンプリメンテーション 情 報 もインポートされます 保 持 レベルは インプリメンテーション ツールで 結 果 を 向 上 するた めにインポートされた 配 置 配 線 をどれだけ 変 更 できるかを 指 定 するものです 一 部 のパーティションで 保 持 レベル を 緩 和 するとデバイス リソースが 解 放 され インプリメンテーション ツールでほかのパーティションをより 柔 軟 に 配 置 配 線 できるようになります 保 持 レベルはパーティションごとに 設 定 でき インポートされたパーティションにのみ 適 用 されます タイミング クリティカルなパーティション モジュールでタイミングが 満 たされ 変 更 する 予 定 がない 場 合 は (IP コアな ど) 配 置 までを 保 持 するのが 適 切 です パーティションがタイミング クリティカルでなく タイミングが 満 たされてい ない 場 合 は 保 持 レベルを 緩 和 してツールでソリューションがより 柔 軟 に 検 索 されるようにします パーティションを 使 用 する 目 的 が 検 証 時 間 の 短 縮 である 場 合 は 常 に 保 持 レベルを 配 線 に 設 定 してください デ ザインのほかの 部 分 のタイミングを 満 たすため または 配 線 を 完 了 するために 保 持 レベルを 変 更 する 必 要 がある 場 合 は パーティションを 再 検 証 する 必 要 があります パーティションをフロアプランすると 配 置 レベルを 緩 和 する 必 要 がなくなることがあります 10 japan.xilinx.com 階 層 デザイン 手 法 ガイド

11 インポート 先 ディレクトリ インポート 先 ディレクトリ パーティションをインポートする 際 は エクスポートする 結 果 の 場 所 を 指 定 する 必 要 があります インプリメントされた デザインをエクスポートすると デザインに 含 まれるすべてのパーティションが 自 動 的 にエクスポートされます 可 能 な 限 り 1 つのエクスポート ディレクトリを 使 用 し そこからインポートすることをお 勧 めします パーティションをデザ インにインポートすると 関 連 するデザインがメモリで 開 きます 複 数 のデザイン 実 行 ( 複 数 の 場 所 ) からのパーティ ションをインポートすると すべてのデザインがメモリで 開 くため メモリの 使 用 量 が 増 加 し インプリメンテーション ツールのランタイムも 長 くなります また 配 線 の 競 合 が 発 生 する 可 能 性 も 高 くなり 一 部 のネットの 再 配 線 が 必 要 と なる 場 合 があります パーティションを 使 用 する 状 況 の 判 断 パーティションは パーティションが 必 要 なモジュールにのみ 使 用 してください パーティションを 過 剰 に 使 用 する と ランタイムおよびパフォーマンスが 悪 化 する 可 能 性 があります モジュールが 独 立 したファンクション ブロックで はなく 個 別 の 階 層 を 持 たない 場 合 ほかのブロックとのグローバル 最 適 化 が 有 益 な 場 合 は フラット 最 適 化 により よい 結 果 が 得 られます パーティションを 適 切 に 使 用 するには 第 2 章 設 計 に 関 する 考 慮 事 項 のガイドラインに 従 ってください パーティションの 使 用 に 適 しているのは 次 のものです DSP モジュールまたは EDK システムなどのファンクション ブロック 高 パフォーマンス コア デバイスに 一 緒 に 配 置 する 必 要 のあるロジックを 含 むインスタンス デザイン ガイドラインに 従 ったモジュール パーティション 使 用 の 利 点 と 欠 点 階 層 フローを 使 用 するのには 複 数 の 利 点 がありますが 欠 点 もあります パーティションを 使 用 する 主 な 欠 点 は パーティション 階 層 の 境 界 が 最 適 化 に 影 響 するということです パーティションの 境 界 を 越 えた 最 適 化 は 実 行 され ないので その 点 を 考 慮 してデザインを 設 計 しないと パーティションを 追 加 することによりタイミング リソース 使 用 量 ランタイムに 大 きく 影 響 します 注 意 深 く 設 計 しても 最 適 化 および 配 置 に 関 するほかの 制 限 もあるので リソ ース 使 用 量 が 増 加 し タイミングが 悪 化 する 場 合 があります 適 切 に 設 計 されたデザインではこれらの 影 響 は 最 小 限 に 抑 えられますが これらの 制 限 を 念 頭 に 置 いておくことは 重 要 です パーティションの 最 適 化 への 影 響 およびこれらの 影 響 を 最 小 限 に 抑 える 設 計 方 法 については 次 の 章 を 参 照 して ください 階 層 デザイン 手 法 ガイド japan.xilinx.com 11

12 パーティション 使 用 の 利 点 と 欠 点 12 japan.xilinx.com 階 層 デザイン 手 法 ガイド

13 第 2 章 設 計 に 関 する 考 慮 事 項 階 層 デザイン フローを 使 用 するかどうかは タイミング クロージャや 結 果 に 一 貫 性 がないなどの 問 題 が 発 生 してか らではなく 設 計 の 初 期 段 階 で 決 定 します 階 層 デザイン フローの 利 点 を 最 大 限 に 活 用 するには 最 初 に 考 慮 す べき 事 項 が 多 数 あります 考 慮 事 項 には デザインの 論 理 および 物 理 レイアウト HDL コーディング ガイドライン フロアプラン 制 約 の 仕 様 などがあります これらについて 詳 細 に 説 明 します この 章 には 次 のセクションが 含 まれています 最 適 化 の 制 限 BoundaryOpt 属 性 を 使 用 した IP コアの 最 適 化 デザインの 構 造 HDL に 関 する 注 意 事 項 専 用 接 続 インポートの 制 限 パーティションのフロアプラン 最 適 化 の 制 限 デザインでパーティションを 使 用 すると 最 適 化 が 制 限 されることに 注 意 してください このセクションでは パーテ ィションを 使 用 することによる 最 適 化 の 制 限 をリストします デザインにパーティションを 1 つ 追 加 しただけで すべ てのインスタンスがパーティションの 一 部 になります パーティションとして 指 定 されていないインスタンスは 最 上 位 パーティションの 一 部 となります 次 に 最 適 化 の 制 限 をリストし 各 制 限 がデザインのロジックに 与 える 影 響 の 例 およびこれらの 影 響 を 回 避 する 方 法 または 最 小 限 に 抑 える 方 法 を 示 します パーティションの 境 界 を 越 えた 最 適 化 は 実 行 されない この 制 限 には 親 パーティションと 子 パーティションの 間 子 パーティション 間 の 最 適 化 も 含 まれます この 制 限 は フラット デザインと 比 較 して タイミングとリソース 使 用 量 に 影 響 します 組 み 合 わせロジックを 駆 動 する 組 み 合 わせロジックでロジック 間 にパーティションの 境 界 があると このロジックは 最 適 化 されません 2 つのパーティションに 共 通 のロジックがあっても リソースは 共 有 されません 4 つのパーティションに 供 給 される 制 御 バスに 対 して 4 つのパーティションすべてに 同 じデコード ロジックがある 場 合 このロジックが 4 つ 作 成 されま す フラット フローでは このロジックは 共 有 されます 同 様 に 複 数 のパーティションにこのバスのレジスタがある 場 合 複 数 のレジスタ セットが 推 論 されます フラット フローでは 1 つのレジスタ セットに 最 適 化 され 供 給 され ます 階 層 デザイン 手 法 ガイド japan.xilinx.com 13

14 BoundaryOpt 属 性 を 使 用 した IP コアの 最 適 化 パーティションの 入 力 に 供 給 される 定 数 最 適 化 で 削 除 されることを 目 的 としてパーティションの 入 力 を 定 数 値 に 固 定 している 場 合 この 定 数 はパーティショ ンの 境 界 を 越 えてパーティションに 挿 入 できないので 最 適 化 は 実 行 されません この 状 態 は コアまたはモジュールの 特 定 の 機 能 をイネーブルまたはディスエーブルにするために 定 数 を 使 用 し ている 場 合 に 発 生 します モジュールのロジックをポートを 介 して 制 御 することはお 勧 めしません このような 方 法 はパーティションでは 機 能 しません パラメータ/ 属 性 を 使 用 するか パッケージ ファイルを 含 めてください パーティションの 未 接 続 の 出 力 は 最 適 化 されない パーティションの 出 力 が 何 も 駆 動 していない 場 合 ソース ロジックはフラット フローでのように 最 適 化 されません 1 つのパーティションのロジックを 別 のパーティションのロジックにパックできない この 制 限 は フリップフロップと LUT の 比 率 が 大 きく 異 なる 場 合 に 影 響 します パーティション 内 の 組 み 合 わせロジックが 最 終 的 にフリップフロップに 達 する 出 力 を 駆 動 している 場 合 LUT はフリ ップフロップと 共 にパックできません パーティションを 使 用 するインスタンスの 制 限 一 部 のインスタンスでは パーティションはサポートされません 次 のような 制 限 があります 個 別 の HDL ファイルで 定 義 されていないモジュール/エンティティのインスタンスには パーティションを 使 用 できません インスタンス 名 が 変 更 する 可 能 性 のあるインスタンスには パーティションを 使 用 できません (インスタンス 名 がパラメータまたはジェネレート 文 に 基 づいている 場 合 ) BoundaryOpt 属 性 を 使 用 した IP コアの 最 適 化 ISE Design Suite 12.3 には パーティションに BoundaryOpt と 呼 ばれる 新 しい 属 性 が 追 加 されています BoundaryOpt を 使 用 するとパーティション インターフェイスが 緩 和 され 入 力 / 出 力 定 数 および 未 接 続 出 力 の 最 適 化 が 一 部 可 能 となります ただし この 属 性 にはこの 後 説 明 するように 制 限 があるので IP コアなどの RTL アクセ スのないモジュールでのみ 使 用 してください RTL アクセスのあるモジュールでは HDL コードでこれらのインター フェイスの 問 題 を 解 決 する 必 要 があります インプリメンテーション 実 行 でパーティションに BoundaryOpt on を 設 定 すると パーティション インターフェイスが 変 更 (パーティション ポートが 最 適 化 で 削 除 ) される 場 合 があります これらの 最 適 化 されたポートにロジックを 接 続 するために 親 パーティションも 変 更 された 場 合 パーティション インターフェイスはインプリメンテーション 実 行 から エクスポートされたデータと 一 致 しなくなります エクスポートされたデータは 失 われ 親 パーティションと 子 パーティ ションの 両 方 を 再 インプリメントする 必 要 があります これは 次 の 2 つの 規 則 にまとめられます 通 常 は 各 実 行 でパーティション インターフェイスの 関 係 を 同 じにする 必 要 があります BoundaryOpt を 使 用 した 場 合 この 条 件 が 満 たされなくなる 場 合 があります (ポートが 最 適 化 で 削 除 される) BoundaryOpt の 値 は 各 実 行 で 同 じにする 必 要 があります 14 japan.xilinx.com 階 層 デザイン 手 法 ガイド

15 BoundaryOpt 属 性 を 使 用 した IP コアの 最 適 化 BoundaryOpt により 最 適 化 できるものとできないものがあります 次 の 図 に BoundaryOpt で 最 適 化 される 場 合 を 示 します 図 1 では BoundaryOpt により 定 数 がパーティションの 境 界 を 1 つだけ 越 えて 定 数 がプッシュされ パーティション インターフェイスからポートが 削 除 されます ルート スルー ネットは 削 除 されません 図 1 : 定 数 のプッシュ 図 2 では BoundaryOpt により 未 使 用 のパーティション 出 力 が 切 断 され パーティション インターフェイスからポー トが 削 除 されます 図 2 : 未 使 用 の 出 力 階 層 デザイン 手 法 ガイド japan.xilinx.com 15

16 デザインの 構 造 デザインの 構 造 デザインをフラット フローを 使 用 してインプリメントすると 合 成 ツールおよびインプリメンテーション ツールでデザイ ン 全 体 をスピードおよびエリアを 優 先 して 最 適 化 できます デザインは 階 層 の 境 界 を 越 えて 最 適 化 されるので デ ザインの 論 理 レイアウトはそれほど 重 要 ではありません デザインを 階 層 フローでインプリメントする 場 合 ロジック が 分 離 されるので パーティションが 最 適 化 の 壁 となり デザインに 大 きく 影 響 します 図 3 のようなデザインがある とします 図 3 : デザイン 階 層 の 例 左 側 のデザイン レイアウトには 同 じ 階 層 レベルに MEM および DMA というモジュールがあります TOP の 下 に あるすべてのモジュールにパーティションを 追 加 すると MEM と DMA の 間 では 最 適 化 は 実 行 されません これら の 2 つのモジュールに 関 連 するロジックが 多 数 ある 場 合 フラット フローでは 最 適 化 が 実 行 されますが 階 層 デザ イン フローでは 最 適 化 は 実 行 されず リソース 使 用 量 が 増 加 し よいタイミング 結 果 が 得 られない 可 能 性 がありま す デザイン 階 層 を 右 側 のレイアウトのように 変 更 し 共 有 するロジックを 含 むモジュールを 1 つのパーティション DATA の 下 にグループ 化 すると フラット フローと 同 様 に MEM と DMA の 間 で 最 適 化 が 実 行 されます HDL に 関 する 注 意 事 項 階 層 デザイン フローを 使 用 するかどうかは デザインの 構 築 モジュール インターフェイスの 定 義 およびモジュ ール コードの 記 述 の 前 に 決 定 する 必 要 があります 階 層 デザイン フローは フラット フローでタイミング 問 題 が 発 生 した 後 に 使 用 するタイミング クロージャ 手 法 ではありません 階 層 デザイン フローの 利 点 を 活 かすため コーデ ィングに 関 するガイドラインおよび 推 奨 事 項 があります パーティションを 使 用 するとモジュールが 分 離 され ソフトウェアで 境 界 を 越 えた 最 適 化 は 実 行 されなくなります こ の 問 題 を 回 避 してパフォーマンスを 向 上 するには 次 のガイドラインに 従 う 必 要 があります 入 力 ポートおよび 出 力 ポートにレジスタを 付 けます パーティションの 内 外 にあるロジックを 駆 動 するネットを 管 理 します ファンアウトの 大 きいネットを 管 理 します パーティションの 入 力 として 定 数 を 使 用 しないようにします 入 力 ポートおよび 出 力 ポートを 未 接 続 のままのしないようにします 専 用 接 続 のすべてのエレメントを 1 つのパーティション 内 に 配 置 します 16 japan.xilinx.com 階 層 デザイン 手 法 ガイド

17 HDL に 関 する 注 意 事 項 入 力 ポートおよび 出 力 ポートにレジスタを 付 ける 入 力 および 出 力 にレジスタを 付 けることは 非 常 に 重 要 です パーティションの 境 界 を 越 えた 最 適 化 は 実 行 されない ので パーティションの 入 力 および 出 力 でタイミングの 問 題 が 発 生 しやすくなります 入 力 および 出 力 にレジスタを 付 けると ツールでパーティション 内 のパスに 焦 点 を 置 いた 処 理 が 可 能 となり モジュールのタイミングを 確 実 に 保 持 できます パーティションの 境 界 を 横 切 るネットは ネットに 接 続 されているパーティションすべてをインポートしな い 限 り 保 持 されません そのため タイミング クリティカル ネットがこの 境 界 を 横 切 る 場 合 インポートした 場 合 でも パーティションでタイミング 違 反 が 発 生 する 可 能 性 があります このネットにレジスタが 付 いていれば パーティショ ン 内 でタイミング クリティカルな 変 更 が 発 生 するのを 回 避 できます パーティション 内 外 のネットを 管 理 する パーティション 内 で 1 つのネットを 内 部 ネットおよび 出 力 ネットの 両 方 として 使 用 しないでください ネットをパーテ ィション 内 および 出 力 ポートとして 使 用 する 必 要 がある 場 合 は ネットのソースを 複 製 し 1 つのネットを 内 部 ネットと して もう 1 つのネットを 出 力 ポートとして 使 用 します ファンアウトの 大 きいネットを 管 理 する パーティション モジュールの 出 力 のファンアウトも 考 慮 する 必 要 があります パーティションの 出 力 のファンアウトが 大 きく デザインの 複 数 のエリアに 接 続 される 場 合 ドライバを 複 製 する 必 要 がある 場 合 もあります フラット フロー では この 複 製 は 自 動 的 に 実 行 されますが 階 層 デザイン フローでは 手 動 で 複 製 する 必 要 があります パーティションの 入 力 として 定 数 を 使 用 しない IP コアなどのネットリスト モジュールには ロジックの 不 要 な 部 分 がマップの 最 適 化 で 削 除 されることを 前 提 として 設 計 されているものがあります このような IP では コアの 特 定 のロジックをイネーブルまたはディスエーブルにす るために 入 力 を 定 数 に 接 続 します これにより IP をネットリストとして 提 供 すると 同 時 に 多 少 のカスタマイズも 可 能 になります ただし パーティションでは 境 界 を 越 えた 最 適 化 が 実 行 されないので この 方 法 は 機 能 しません ポ ートに 定 数 を 接 続 することにより 最 適 化 でロジックが 削 除 されることを 前 提 とした EDIF/NGC コアにパーティション を 直 接 追 加 すると ロジックの 最 適 化 は 実 行 されず 最 適 な 結 果 は 得 られません このように 動 作 するコアにパー ティションを 追 加 する 必 要 がある 場 合 は EDIF/NGC コアを 含 む HDL ラッパを 追 加 し ラッパにパーティションを 配 置 します HDL ラッパのポート リストには IP コアをデザインの 残 りの 部 分 に 接 続 するのに 必 要 な I/O のみを 含 め るようにし 定 数 の 割 り 当 てはラッパ ロジック 内 に 残 します パーティションを IP コアの 上 のレベルで 定 義 すること により マップで 定 数 をコアにトレースすることが 可 能 となり 必 要 な 最 適 化 が 実 行 されます ポートを 未 接 続 のままにしない 未 接 続 のネットでも 同 じような 最 適 化 の 問 題 が 発 生 します パーティションの 出 力 を 未 接 続 のままにすると ソー スのないこのネットに 接 続 されたドライバがマップの 最 適 化 で 削 除 されません このロジックを HDL コードで 削 除 で きない 場 合 は パーティションを 含 むラッパを 作 成 するとロジックがマップの 最 適 化 で 削 除 されます 同 様 に ロジックで 駆 動 されておらず パーティションの 外 部 のロジックに 接 続 されいてるパーティションの 出 力 も エラーの 原 因 となります この 場 合 インプリメンテーション ツールでパーティションの 出 力 が 駆 動 されていないこと を 検 出 できず 部 分 的 なネットが 配 線 されます これは 無 効 であり BitGen で DRC エラーが 発 生 します 不 要 な パーティション ポートをコードから 削 除 し パーティションを 再 インプリメントしてください 階 層 デザイン 手 法 ガイド japan.xilinx.com 17

18 専 用 接 続 専 用 接 続 FPGA のエレメントには 特 定 の 機 能 や 高 速 の 低 スキュー 配 線 用 の 専 用 接 続 を 提 供 するため 特 定 の 方 法 で 連 動 するものがあります これらのエレメントが 別 々のパーティションに 含 まれていると 正 しくコンフィギュレーションされ ない 場 合 があります これらのエレメントは 同 じパーティションに 配 置 する 必 要 があります 次 に これらのエレメント をリストします OSERDES/IODELAY と OBUFTDS OSERDES/ODDR と OBUFTDS IDELAY と IDELAYCNTRL ISERDES/IDDR と IBUFDS これらのエレメントが 同 じパーティションに 含 まれていない 場 合 インプリメンテーションでエラーが 発 生 することが あります インポートの 制 限 すべての 配 線 情 報 を 保 持 する 必 要 はありません パーティションの 配 線 が 再 配 線 される 可 能 性 があるのは 次 のよ うな 場 合 です インポートされたパーティションの 保 持 レベルが 配 線 ではなく 配 置 または 合 成 に 設 定 されている 下 位 パーティションの I/O バッファがインポートされ 接 続 されているパッドがインプリメントされる 親 パーテ ィションに 含 まれている ただし この 配 線 は 専 用 であるため 厳 密 にいえば 保 持 されませんが 変 更 され ません 下 位 パーティションのフリップフロップがインポートされ インプリメントされる 親 パーティションに 含 まれてい る I/O バッファに 接 続 されている 配 線 は 専 用 であり フリップフロップが I/O ロジックにパックされれば 変 更 されません フリップフロップをパーティションの 境 界 を 越 えて 引 き 込 み I/O ロジックにパックするため IOB=FORCE または IOB=TRUE 制 約 を 設 定 する 必 要 があります フリップフロップがスライスにパックされ ている 場 合 配 線 は 保 持 されず タイミングが 満 たされるとは 限 りません IOB=FORCE を 使 用 すると フリ ップフロップが I/O ロジックに 正 しくパックされなかった 場 合 にエラーが 表 示 され IOB=TRUE を 使 用 する と 警 告 が 表 示 されます 下 位 パーティションの LUT がインポートされ インプリメントされる 親 パーティションに 含 まれている I/O バ ッファに 接 続 されている LUT はスライス ロジックにパックされる 必 要 があります 配 線 は 専 用 ではなく タ イミングが 満 たされるとは 限 りません デザインに PWR/GND ネットが 含 まれ 最 上 位 パーティションがインプリメントされる PWR/GND ネットは 常 にインプリメントされ 子 パーティションに 含 まれていても 最 上 位 パーティションと 共 にインポートされ ます 18 japan.xilinx.com 階 層 デザイン 手 法 ガイド

19 パーティションのフロアプラン パーティションのフロアプラン フロアプランとは 制 約 を 使 用 してデザインの 配 置 を 制 御 する 手 法 で このセクションでは AREA_GROUP 制 約 を 使 用 することを 指 します パーティション デザインで AREA_GROUP 制 約 を 使 用 するのに 制 限 はありませんが CLB 境 界 にスライス 範 囲 を 作 成 することをお 勧 めします これにより 配 置 および 配 線 のリソースを 最 大 限 に 利 用 できます スライス 範 囲 が CLB 境 界 上 にあるかどうかを 検 証 するには 制 約 の XY 座 標 を 確 認 します XY 座 標 が X0Y0 ~ X3Y9 のように 偶 数 で 始 まり 奇 数 で 終 わっていれば 範 囲 は CLB 境 界 上 にあります AREA_GROUP 制 約 は PlanAhead ソフ トウェアを 使 用 して 作 成 できます この 場 合 制 約 は CLB 境 界 上 に 自 動 的 に 設 定 されます CLB または FPGA の その 他 のブロックの 詳 細 は デバイスのデータシートを 参 照 してください フロアプランをパーティションで 使 用 すると パーティションに 関 連 するすべてのロジックをデバイスの 1 つのエリア に 保 持 できるという 利 点 があります フロアプランで 各 パーティションを 配 置 配 線 する 領 域 を 作 成 すると インポート の 際 に 配 線 の 競 合 が 発 生 する 可 能 性 を 最 小 限 に 抑 えることができます また 後 で 追 加 するロジック 用 に FPGA のその 他 の 部 分 を 予 約 するのにも 便 利 な 方 法 です パーティションは PlanAhead ツールでサポートされていますが コマンド ライン ツールを 使 用 してパーティション デ ザインを 実 行 することも 可 能 です この 場 合 PlanAhead を 使 用 してパーティションの 設 定 デザインのフロアプラン を 実 行 し ISE コマンド ライン フローを 使 用 して xpartition.pxml ファイルを 作 成 できます サポートされる フローは 第 4 章 コマンド ラインでのパーティション フロー を 参 照 してください デザイン 保 持 デザイン 保 持 パーティションでは AREA_GROUP 制 約 は 必 要 ありませんが デザインによってはフロアプランによ りランタイムとタイミング 結 果 が 向 上 します また AREA_GROUP 制 約 を 使 用 すると インポートの 際 に 配 置 または 配 線 の 競 合 が 発 生 する 可 能 性 を 最 小 限 に 抑 えることができます 階 層 デザイン 手 法 ガイド japan.xilinx.com 19

20 パーティションのフロアプラン 20 japan.xilinx.com 階 層 デザイン 手 法 ガイド

21 第 3 章 合 成 パーティションフロー この 章 には 次 のセクションが 含 まれています 合 成 パーティション フローの 概 要 Synplify Pro/Premier の 使 用 Precision の 使 用 XST の 使 用 合 成 パーティション フローの 概 要 階 層 デザイン フローでは 1 つのエリアの 変 更 により 別 のエリアの 合 成 結 果 が 変 更 されないようにするため 各 パ ーティションを 個 別 に 合 成 する 必 要 があります これには インクリメンタル 合 成 手 法 またはボトムアップ 合 成 手 法 を 使 用 します インクリメンタル 合 成 手 法 は ほとんどのサードパーティ 合 成 ツールでサポートされており RTL モジュ ールをパーティションとして 指 定 できます 合 成 を 実 行 すると 各 パーティションが 個 別 に 合 成 され 1 つのモジュ ールの HDL を 変 更 しても 別 のモジュールには 影 響 しません 再 合 成 するモジュールまたはインスタンスは HDL または 制 約 の 変 更 に 基 づいてツールにより 判 断 されます サポートされているインクリメンタル 合 成 フローは 次 のとおりです Synopsys 社 Synplify Pro/Premier (コンパイル ポイントを 使 用 ) Mentor Graphics 社 Precision (HDL の 属 性 を 使 用 してパーティションを 指 定 ) もう 1 つの 手 法 は ボトムアップ 合 成 手 法 です このフローでは 各 パーティションに 個 別 の 合 成 プロジェクトおよび ネットリストがあります HDL コードおよび 合 成 制 約 の 変 更 に 基 づいて 再 合 成 する 必 要 のある 合 成 プロジェクトを ユーザーが 判 断 できます 最 上 位 パーティションは 下 位 モジュールにブラック ボックスを 使 用 して 合 成 され 下 位 モジュールは I/O およびクロック バッファを 推 論 せずに 合 成 されます この 方 法 は Xilinx Synthesis Technology (XST) およびサードパーティの 合 成 ツールでサポートされます. ベンダー 特 定 のインクリメンタル 合 成 フローの 利 点 は 次 のとおりです 各 パーティションに 対 して 個 別 の 合 成 プロジェクト ファイルを 作 成 する 必 要 はありません フラット 合 成 フローからの 移 行 が 簡 単 です 合 成 ツールにより HDL コードおよびタイミング 制 約 の 変 更 に 基 づいて 再 合 成 が 必 要 なモジュールが 判 断 されます 階 層 デザイン 手 法 ガイド japan.xilinx.com 21

22 Synplify Pro/Premier の 使 用 ボトムアップ フローの 利 点 は 次 のとおりです 各 パーティションに 個 別 の 合 成 プロジェクトがあるので 合 成 中 複 数 の 設 計 者 が 同 じデザインを 作 業 で きます 再 合 成 するインスタンスを 完 全 に 制 御 できます 再 合 成 するプロジェクトをユーザーが 決 定 するので 再 合 成 されたインスタンスを 特 定 するのが 簡 単 です 各 ネットリストに 個 別 のタイム スタンプがあります Synplify Pro/Premier の 使 用 Synplify および Synplify Pro/Premier でパーティションを 使 用 するには 基 本 的 なボトムアップ 合 成 フローと コン パイル ポイントを 使 用 したブロック ベース (インクリメンタル) 合 成 フローの 2 つがあります Synplify ボトムアップ フロー ボトムアップ フローでは 各 インスタンスに 対 応 する Synplify プロジェクト ファイルがあります 下 位 プロジェクト フ ァイルに IOB またはグローバル クロック バッファを 推 論 しないようにしてください プロジェクト ファイルで I/O 挿 入 をオフにするには 次 の 構 文 を 使 用 します set_option disable_io_insertion 1 クロック バッファの 使 用 をオフにするには syn_noclockbuf 属 性 を 使 用 します 次 の 構 文 を Synplify 制 約 (SDC) ファイルに 追 加 します define_attribute { clock_port } syn_noclockbuf 0 define_global_attribute syn_noclockbuf 0 syn_noclockbuf 属 性 は Verilog および VHDL コードに 直 接 追 加 することも 可 能 です 追 加 の 例 は Synplify の マニュアルを 参 照 してください Synplify Pro/Premier のインクリメンタル 合 成 フロー インクリメンタル 合 成 フローは Synplify Pro および Synplify Premier で 使 用 できます このフローでは コンパイル ポイントを 使 用 してデザインを 小 型 の 合 成 ユニットに 分 割 します locked モードを 使 用 すると コンパイル ポイントを 越 えたロジックの 移 動 は 実 行 されません soft モードおよび hard モードでは 境 界 を 越 えた 最 適 化 が 許 容 されます が サポートされていません パーティションのネットリストが 変 更 された 場 合 パーティションの 再 インプリメントが 必 要 になります インポートされたパーティションがネットリストと 一 致 しない 場 合 NGDBuild でエラーが 発 生 します 次 に SDC ファイルのコンパイル ポイントの 例 を 示 します define_compile_point {v:controller} -type {locked} -cpfile {} SDC ファイルでコンパイル ポイントを 作 成 および 変 更 するには Synplify を 使 用 してください 合 成 レポート ファイ ルに 各 コンパイル ポイントのステータスが 示 されます 22 japan.xilinx.com 階 層 デザイン 手 法 ガイド

23 Precision の 使 用 Summary of Compile Points Name Status Reason controller Unchanged - elevator_car Remapped Design changed express_car Remapped Design changed top Remapped Design changed ================================================= 図 4 : Synplify 合 成 レポートのパーティションを 設 定 するコンパイル ポイントを 示 す 部 分 の 例 合 成 が 終 了 したら 次 の 3 つの 方 法 でザイリンクス インプリメンテーション ツールを 実 行 します ISE コマンド ライン フロー : 単 純 な Tcl コマンドを 実 行 することにより Synplify でザイリンクス インプリメン テーション ツールで 使 用 するアップデートされた PXML ファイルを 作 成 します 詳 細 は 第 4 章 コマンド ラインでのパーティション フロー を 参 照 してください PlanAhead フロー : 合 成 ネットリストがインポートされます オプションで Synplify で 生 成 された PXML ファイルもインポートされます パーティションを PlanAhead ソフトウェアで 手 動 で 再 定 義 することも 可 能 です 詳 細 は 第 5 章 PlanAhead でのパーティション フロー を 参 照 してください Synplify コックピット : Synplify コックピットからザイリンクス インプリメンテーション ツールを 実 行 します 詳 細 は 次 のサイトから Synplify Pro/Premier の 資 料 を 参 照 してください Precision の 使 用 Mentor Graphics 社 の Precision 合 成 ツールでも 階 層 デザイン フローがサポートされます 最 もよく 使 用 されるフ ローは パーティション ベースのインクリメンタル フローです このフローでは 属 性 を 使 用 してパーティションを 指 定 します パーティションは モジュールまたはインスタンスに 設 定 できます Verilog Module: module my_block( input clk;...) /* synthesis incr_partition */; Verilog Instance: my_block my_block_inst(.clk(clk),....data_out(data_out) ); // synthesis attribute my_block_inst incr_partition true VHDL Module: entity my_block is port( clk: in std_logic;...); attribute incr_partition : boolean; attribute incr_partition of my_block : entity is true; end entity my_block; VHDL Instance: component my_block is port(... end component;... attribute incr_partition : boolean; attribute incr_partition of my_block_inst : label is true;... my block inst 図 5 : Precision 合 成 レポートのパーティションを 設 定 する 属 性 を 示 す 部 分 の 例 階 層 デザイン 手 法 ガイド japan.xilinx.com 23

24 XST の 使 用 合 成 レポートには パーティションのステートに 基 づいてパーティションが 最 適 化 されたかどうかが 示 されます [16027]: Incremental: Skipping Optimize for <...>.fifo_16_64.rtl_unfold_0 [16027]: Incremental: Skipping Optimize for <...>.fir_filter.rtl_unfold_0 [15002]: Optimizing design <...>.fsm.rtl_unfold_0 [16027]: Incremental: Skipping Optimize for <...>.fir_top.rtl 図 6 : 合 成 レポートの 例 合 成 が 終 了 したら 次 の 3 つの 方 法 でザイリンクス インプリメンテーション ツールを 実 行 します ISE コマンド ライン フロー : Precision で [Place & Route] をクリックし ザイリンクス インプリメンテーション ツールで 使 用 するアップデートされた PXML ファイルを 作 成 します 詳 細 は 第 4 章 コマンド ラインでの パーティション フロー を 参 照 してください PlanAhead フロー : 合 成 ネットリストがインポートされます デザイン パーティションは PlanAhead 内 で 定 義 します 詳 細 は 第 5 章 PlanAhead でのパーティション フロー を 参 照 してください Precision : Precision の [Place & Route] を 使 用 してザイリンクス インプリメンテーション ツールを 実 行 しま す ISE ツールが 自 動 的 に 起 動 します このフローの 詳 細 は 次 の Mentor Graphics 社 の SupportNet サ イトからアプリケーション ノートを 参 照 してください XST の 使 用 XST では パーティションの 使 用 にボトムアップ 合 成 フローがサポートされています パーティションとして 使 用 される 各 インスタンスには 最 上 位 パーティションも 含 め 個 別 のプロジェクト ファイルが 必 要 です 最 上 位 パーティションに IOB およびグローバル クロック バッファが 含 まれている 場 合 は 下 位 パーティ ションには 含 めないでください I/O が 推 論 されないようにするには XST ファイルで 次 のオプションを 指 定 します -iobuf NO 下 位 パーティションに IOB を 使 用 することは 可 能 ですが その 場 合 は 最 上 位 パーティションに 余 分 な IOB が 推 論 されないようにする 必 要 があります 最 上 位 パーティション 全 体 で IOB の 挿 入 をオフにするには iobuf オプショ ンを 使 用 し 個 別 の 信 号 で IOB の 挿 入 をオフにするには 信 号 名 に BUFFER_TYPE=NONE 属 性 を 設 定 します BUFFER_TYPE=NONE 属 性 は 下 位 パーティションにグローバル バッファ (BUFG) がインスタンシエートされてい て 最 上 位 パーティションで BUFG が 推 論 されないようにするために 使 用 できます BUFFER_TYPE 属 性 の 設 定 方 法 XST をコマンド ライン モードで 実 行 する 方 法 の 詳 細 は XST ユーザー ガイ ド を 参 照 してください 24 japan.xilinx.com 階 層 デザイン 手 法 ガイド

25 第 4 章 コマンド ラインでのパーティション フロー ISE Design Suite のコマンド ライン フローでは 合 成 後 のデザインにパーティションを 使 用 します このデザイン フローはコマンド ラインで 実 行 し ザイリンクスの NGDBuild MAP および PAR インプリメンテーション ツールを 使 用 します インプリメンテーション ツールを 実 行 すると 現 在 の 作 業 ディレクトリで xpartition.pxml ファイルが 検 索 されま す 現 在 の 作 業 ディレクトリは NGDBuild MAP および PAR を 実 行 したディレクトリです インプリメンテーション ツールは このファイルを 使 用 して パーティションの 定 義 されている 部 分 およびパーティションのステートを 確 認 し ます この 章 には 次 のセクションが 含 まれています PXML ファイルの 作 成 インプリメンテーションの 実 行 パーティションのエクスポート パーティションのステートを import に 変 更 デザインでの 反 復 作 業 SmartXplorer の 使 用 パーティションの 削 除 PXML ファイルの 作 成 パーティションの 定 義 は xpartition.pxml ファイルに 含 まれます PXML ファイルでは 大 文 字 と 小 文 字 が 区 別 さ れ 必 ず xpartition.pxml という 名 前 をつける 必 要 があります 下 位 パーティションと 共 に デザインの 最 上 位 モジュールをパーティションとして 定 義 する 必 要 があります 子 パーティションまたはネストされたパーティションもサ ポートされています PXML ファイルは テキスト エディタを 使 用 して 手 動 で 作 成 するか PlanAhead ソフトウェアなどのグラフィカル ユーザー インターフェイス (GUI) を 使 用 して 作 成 できます PXML ファイルが 現 在 の 作 業 ディレクトリに 存 在 して いれば インプリメンテーション ツールで 自 動 的 に 検 出 されます 手 動 で PXML ファイルを 作 成 する 際 の 参 考 に xpartition.pxml ファイルのテンプレートが 提 供 されていま す テンプレート ファイルは 次 のディレクトリにあります <Xilinx_12_directory>/PlanAhead/testcases/xpartition.pxml 階 層 デザイン 手 法 ガイド japan.xilinx.com 25

26 PXML ファイルの 作 成 次 に PXML ファイルの 例 を 示 します <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <Project FileVersion="1.2" Name="Example" ProjectVersion="2.0"> <Partition Name="/top" State="implement" ImportLocation="NONE"> <Partition Name="/top/module_A" State="import" ImportLocation="/home/user/Example/export" Preserve="routing"> </Partition> <Partition Name="/top/module_B" State="import" ImportLocation="../export" Preserve="routing"> </Partition> <Partition Name="/top/module_C" State="implement" ImportLocation="../export" Preserve="placement"> </Partition> </Partition> </Project> 図 7 : xpartition.pxml ファイルの 例 次 の 表 に 上 記 の PXML ファイルの 例 で 使 用 されている 属 性 とその 値 を 説 明 します 表 1 : Project を 定 義 するための PXML 属 性 属 性 名 値 説 明 FileVersion 1.2 ツールで 使 用 されます この 値 は 変 更 しないでください Name プロジェクト 名 プロジェクト 名 を 指 定 します ProjectVersion 2.0 ツールで 使 用 されます この 値 は 変 更 しないでください 26 japan.xilinx.com 階 層 デザイン 手 法 ガイド

27 インプリメンテーションの 実 行 表 2 : Partition を 定 義 するための PXML 属 性 属 性 名 値 説 明 Name パーティション 名 パーティションを 適 用 するモジュールの 階 層 インスタンス 名 を 指 定 します State implement パーティションは 再 インプリメントされます import パーティションはインポートされ Preserve で 設 定 されたレベル でインプリメンテーションが 保 持 されます ImportLocation パス インポート 先 を 指 定 します State が import に 設 定 されていな い 場 合 は 無 視 されます State が import に 設 定 されている 場 合 パスを 相 対 パスまたは 絶 対 パスで 指 定 できますが 指 定 し た 場 所 に export ディレクトリが 含 まれている 必 要 があります こ の 属 性 が 無 視 される 場 合 ディレクトリを 設 定 したりこの 属 性 を 削 除 する 代 わりに NONE キーワードを 設 定 できます Preserve routing コンポーネントの 配 置 配 線 が 100% 保 持 されます 最 上 位 パ ーティションのデフォルト 設 定 です placement synthesis inherit 配 置 が 保 持 されます 配 線 は 変 更 される 場 合 があります 配 置 および 配 線 が 変 更 される 場 合 があります 親 パーティションの 設 定 値 が 使 用 されます 最 上 位 パーティシ ョン 以 外 のすべてのパーティションのデフォルト 設 定 です BoundaryOpt all 定 数 に 接 続 されているパーティション ポートおよび 未 使 用 の パーティション ポートの 最 適 化 をイネーブルにします none 通 常 のパーティション 最 適 化 規 則 が 適 用 されます パーティシ ョンの 境 界 内 での 最 適 化 のみが 可 能 です これがデフォルト 値 です PXML ファイルを 手 動 で 作 成 した 場 合 やサードパーティの 合 成 ツールで 生 成 した 場 合 は インプリメンテーション の 実 行 セクションに 進 んでください PlanAhead を 使 用 して PXML ファイルを 作 成 する 方 法 は 第 5 章 PlanAhead でのパーティション フロー の PXML のエクスポート を 参 照 してください インプリメンテーションの 実 行 xpartition.pxml ファイルを 作 成 したら ザイリンクス インプリメンテーション ツールをコマンド ラインまたはバ ッチ モードで 実 行 できます 基 本 的 なスクリプトは 次 のようになります ngdbuild -uc design.ucf design.edn design.ngd map -w design.ngd -o design_map.ncd design.pcf par -w design_map.ncd design.ncd design.pcf メモ : NGDBuild コマンドで 指 定 するネットリストには フラット 合 成 の 出 力 は 指 定 できません 合 成 プロジェクトを 設 定 お よび 実 行 する 際 に パーティションに 設 定 する 必 要 があります 合 成 フローの 詳 細 は 第 3 章 合 成 パーティションフロ ー を 参 照 してください 階 層 デザイン 手 法 ガイド japan.xilinx.com 27

28 インプリメンテーションの 実 行 xpartition.pxml ファイルがツールで 認 識 され パーティションのステートが 正 しく 設 定 されていることを 確 認 するには インプリメンテーション ツールのレポートを 参 照 します たとえば NGDBuild レポート ファイル (BLD) を 見 ると レポートの 最 後 の 方 に 次 の 図 に 示 すようなパーティション インプリメンテーション ステータスを 示 すセクシ ョンがあります Partition Implementation Status Preserved Partitions: Implemented Partitions: Partition "/top": Attribute STATE set to IMPLEMENT. Partition "/top/control_module": Attribute STATE set to IMPLEMENT. Partition "/top/express_car": Attribute STATE set to IMPLEMENT. Partition "/top/main_car": Attribute STATE set to IMPLEMENT. Partition "/top/tracking_module": Attribute STATE set to IMPLEMENT. 図 8 : NGDBuild レポートのパーティション ステータスを 示 す 部 分 の 例 MAP レポートおよび PAR レポートにも 同 様 のパーティション セクションがあります パーティションでサポートされていないインプリメンテーション オプション パーティションでは 次 のインプリメンテーション オプションはサポートされていません -glob_opt (グローバル 最 適 化 ) -smartguide (SmartGuide テクノロジ) -power ( 消 費 電 力 の 最 適 化 ) メモ : インプリメンテーション ツールの 動 作 に 影 響 を 与 えるザイリンクス 環 境 変 数 (XIL_*) も 多 数 あり ISE のリリースによ ってその 影 響 は 異 なります ザイリンクスの 階 層 デザイン フローは 環 境 変 数 に 対 してテストされていないので ツールを 実 行 する 前 に 特 別 なザイリンクス 環 境 変 数 をすべて 削 除 してください 28 japan.xilinx.com 階 層 デザイン 手 法 ガイド

29 パーティションのエクスポート パーティションのエクスポート 満 足 するインプリメンテーション 結 果 が 得 られたら パーティションをエクスポートします パーティションをエクスポ ートするには implementation ディレクトリにあるすべてのファイルをエクスポート ディレクトリにコピーします implementation ディレクトリの 完 全 なコピーのサイズが 大 きすぎる 場 合 は スクリプトを 使 用 して 次 に 示 す 必 須 ファ イルと 重 要 なオプションのファイルのみをコピーすることも 可 能 です 必 須 ファイル 必 須 ファイルは *prev*.* ファイルと xpartition.pxml ファイルです *prev*.* ファイルには パーティ ションをインポートするのに 必 要 なインプリメンテーション データが 含 まれています PXML ファイルは パーティシ ョンをインポートするのが 適 切 であるかどうかを 確 認 するために 必 要 です たとえば PXML ファイルにインポート するパーティションが 含 まれていない 場 合 エラーが 生 成 されます オプションのファイル NGDBuild (.bld) MAP (.mrp および.map) PAR (.par) TRACE (.twr/.twx) で 生 成 されるポート ファ イルおよび UCF ファイルはオプションですが 重 要 なファイルです これらのファイルには デザインをインプリメン トしたときに 使 用 されたオプションが 記 録 されています エクスポート ディレクトリのファイルは 変 更 しないでください これらのファイルは ソース ファイルのようなものと 考 え ることができます デザインに 複 数 のパーティションがある 場 合 すべてがエクスポートされます 特 定 のパーティションがエクスポート されるというよりは デザイン 全 体 がエクスポートされると 考 える 方 がわかりやすいです ランタイムを 短 縮 するため エクスポートされるデータをすべて 1 つのディレクトリに 配 置 することをお 勧 めします これにより パーティションを インポートする 際 にメモリに 読 み 込 む 必 要 のあるデザイン ファイルの 数 を 制 限 できます パーティションのステートを import に 変 更 パーティションをエクスポートしたら xpartition.pxml ファイルでパーティションのステートをアップデートする 必 要 があります これには テキスト エディタを 使 用 できます エクスポートしたパーティションをインポートする 場 合 は パーティションのステートを import に 設 定 し ImportLocation 属 性 をエクスポートされたパーティションの 場 所 に 設 定 します 相 対 パス (../export など) または 絶 対 パス (/home/user/example/export など) の どちらでも 設 定 できます デザインでの 反 復 作 業 必 要 に 応 じてデザインを 変 更 し 再 合 成 します 合 成 でエクスポートされたパーティションが 変 更 された 場 合 は xpartition.pxml ファイルでそのパーティションのステートを import から implement に 手 動 で 変 更 する 必 要 が あります インポート 先 のパーティションに 完 全 に 一 致 しないパーティションをインポートしようとすると NGDBuild で 次 のようなエラー メッセージが 表 示 されます ERROR:NgdBuild: The logic for imported partition '/top/main_car' using previous implementation './export/top_prev_built.ngd' has been modified. 階 層 デザイン 手 法 ガイド japan.xilinx.com 29

30 SmartXplorer の 使 用 このエラー メッセージは ソースが 変 更 されたパーティションを 再 インプリメントおよびエクスポートしていない 場 合 に 表 示 されます パーティションを 再 インプリメントし エクスポートしてから デザインにインポートする 必 要 がありま す HDL にコメントを 追 加 した 場 合 にも ネットリストで 多 少 のロジックの 変 更 や 名 前 の 変 更 が 発 生 する 可 能 性 があ り パーティションを 再 インプリメントする 必 要 があることに 注 意 してください 保 持 レベルを routing 以 外 に 設 定 してパーティションをインポートし PAR により 配 置 および 配 線 が 変 更 された 場 合 次 の 実 行 でその 結 果 が 使 用 されるようパーティションをエクスポートする 必 要 があります SmartXplorer の 使 用 SmartXplorer は パーティションを 含 むデザインでもフラット デザイン フローと 同 様 に 使 用 できます タイミング 要 件 が 厳 しいパーティションが 終 了 した 時 点 で SmartXplorer を 実 行 してタイミングを 満 たすソリューションを 検 索 で きます その 後 タイミング クリティカルなモジュールの SmartXplorer での 結 果 をインポートし 変 更 される 可 能 性 のあるデザインのほかの 部 分 のインプリメンテーションには 通 常 のフローを 使 用 します SmartXplorer の 実 行 結 果 からパーティションをインポートする 場 合 は PXML の ImportLocation として SmartXplorer で 作 成 されたディレクトリを 指 定 する 必 要 があります このディレクトリへのパスは 相 対 パス (../run2 など) または 絶 対 パス (/home/user/example/run2 など) のどちらでも 設 定 できます SmartXplorer には 最 上 位 ネットリストまたは NGD ファイルを 入 力 します NGD を 指 定 する 場 合 は 次 の 点 に 注 意 する 必 要 があります NGD ファイルは MAP および PAR で 使 用 されるのと 同 じ xpartition.pxml ファイルを 使 用 して 作 成 する 必 要 があります NGDBuild を 実 行 したときに PXML ファイルが 存 在 しなかい 場 合 は MAP およ び PAR で PXML ファイルが 無 視 されます SmartXplorer では MAP および PAR が 実 行 され NGD ファイルは 1 レベル 上 に 作 成 されます つまり SmartXplorer の 結 果 をインポートするには 1 レベル 上 にある *prev_built.ngd ファイルを SmartXplorer で 作 成 された 適 切 な 実 行 ディレクトリにコピーする 必 要 があります SmartXplorer の 詳 細 は コマンド ライン ツール ユーザー ガイド (UG688) を 参 照 してください パーティションの 削 除 パーティションを 削 除 するには xpartition.pxml ファイルでそのパーティションの 参 照 を 削 除 するか 親 パー ティションのステートを implement に 設 定 します すべてのパーティションを 削 除 してフラット フローを 実 行 するに は implementation ディレクトリの xpartition.pxml ファイルを 削 除 するか 名 前 を 変 更 します パーティショ ンを 再 度 設 定 するには implementation ディレクトリに xpartition.pxml ファイルを 再 度 追 加 します 入 力 ネッ トリストが 変 更 されておらず エクスポート ディレクトリが 存 在 していれば パーティションをインポートできます 30 japan.xilinx.com 階 層 デザイン 手 法 ガイド

31 第 5 章 PlanAhead でのパーティション フロー この 章 では PlanAhead ソフトウェアでのパーティション フローの 概 要 を 説 明 します 現 在 のところ PlanAhead ではネットリスト プロジェクトでのみパーティションがサポートされており HDL ベースの PlanAhead プロジェクトを 作 成 してパーティション フローを 実 行 することはできません そのため 合 成 は PlanAhead の 環 境 外 で 実 行 する 必 要 があります パーティションは 個 別 のネットリストを 持 つ 階 層 (ボトムアップ フロー) またはインクリメンタル 合 成 フローで 作 成 さ れたネットリストに 設 定 する 必 要 があります 合 成 プロジェクトをパーティション 用 に 設 定 する 方 法 は 第 3 章 合 成 パーティションフロー を 参 照 してください メモ : PlanAhead でフラット ネットリスト プロジェクトを 作 成 し プロジェクトの 階 層 にパーティションを 追 加 することも 可 能 で すが 合 成 で 生 成 されるネットリストは 1 つだけなので デザインの 1 つの 部 分 を 変 更 すると ほかの 部 分 にも 影 響 しま す フラットなグローバル 最 適 化 合 成 フローはサポートされていません この 章 には 次 のセクションが 含 まれています 新 規 プロジェクトの 作 成 パーティションの 作 成 PXML のインポート PXML のエクスポート BoundaryOpt 属 性 の 設 定 パーティションのフロアプラン パーティション デザインのインプリメント パーティションのプロモート パーティション ステートの 管 理 保 持 レベルの 管 理 デザイン 実 行 の 管 理 新 規 プロジェクトの 作 成 PlanAhead ソフトウェアを 起 動 したら Getting Started ページで [Create New Project] リンクをクリックします 開 いた New Project ウィザードの 指 示 に 従 がって 新 規 PlanAhead プロジェクトを 作 成 します [Design Source] ページで [Specify synthesized (EDIF or NGC) netlist] をオンにし デザイン ソースとして 合 成 済 みネットリストを 指 定 します パーティションでは RTL ソースのプロジェクトはサポートされていません 階 層 デザイン 手 法 ガイド japan.xilinx.com 31

32 パーティションの 作 成 図 9 : デザイン ソースとして 合 成 済 みネットリストを 選 択 ウィザードでの 設 定 を 続 行 し 最 上 位 ネットリスト 下 位 ネットリストの 場 所 および UCF 制 約 ファイルを 指 定 しま す すべてを 指 定 したら [Finish] をクリックして PlanAhead で プロジェクトを 開 きます パーティションの 作 成 PlanAhead でパーティションを 作 成 するには 次 の 手 順 に 従 います 1. 左 側 にある Flow Navigator で [Netlist Design] をクリックしてネットリストを 読 み 込 みます 2. ネットリストが 開 いたら [Netlist] ビューをクリックします 3. パーティションを 設 定 するモジュール インスタンスを 選 択 して 右 クリックし [Set Partition] をクリックします ( 図 10) メモ : このコマンドは パーティションに 設 定 して 設 計 および 合 成 したインスタンスにのみ 実 行 可 能 です 32 japan.xilinx.com 階 層 デザイン 手 法 ガイド

33 PXML のインポート 図 10 : PlanAhead でのパーティション 設 定 PXML のインポート Synplify のコンパイル ポイント フローを 使 用 する 場 合 PXML ファイルは Synplify で 生 成 されます このファイル の 値 を PlanAhead にインポートし パーティションを 定 義 できます ただし プロジェクトで 既 にパーティションを 設 定 している 場 合 はインポートできず このオプションは 淡 色 表 示 されます Synplify で 生 成 された xpartition.pxml ファイルをインポートするには 次 の 手 順 に 従 います 1. PlanAhead で 新 規 ネットリスト プロジェクトを 作 成 します 2. Flow Navigator の [Netlist Design] をクリックしてネットリストをメモリに 読 み 込 みます 3. [Netlist] ビューをクリックしてデザイン 階 層 を 確 認 します 4. [Netlist] ビューを 右 クリックし [Import Partition Settings (pxml) file] をクリックします 階 層 デザイン 手 法 ガイド japan.xilinx.com 33

34 PXML のエクスポート 図 11 : パーティション 設 定 (PXML) ファイルのインポート PXML のエクスポート PlanAhead を 使 用 して xpartition.pxml ファイルを 作 成 するには 次 の 手 順 に 従 います 1. PlanAhead ソフトウェアで 新 規 ネットリスト プロジェクトを 作 成 し 最 上 位 ネットリストおよびパーティションを 定 義 する 下 位 ネットリストを 指 定 します 2. Flow Navigator の [Netlist Design] をクリックしてネットリストをメモリに 読 み 込 みます 3. [Netlist] ビューをクリックします 4. パーティションを 設 定 するモジュール インスタンスを 選 択 して 右 クリックし [Set Partition] をクリックします ( 図 12) 図 12 : PlanAhead でのパーティション 設 定 34 japan.xilinx.com 階 層 デザイン 手 法 ガイド

35 PXML のエクスポート 5. [Implement] ボタンの 右 側 の 矢 印 をクリックし [Implementation Settings] をクリックします ( 図 13) 図 13 : インプリメンテーション 設 定 6. [Implementation Settings] ダイアログ ボックスで [Launch Options] フィールドの 右 側 にあるボタンをクリッ クします ( 図 14) 図 14 : 起 動 オプションを 開 く 7. [Specify Launch Options] ダイアログ ボックスで [Generate scripts only] をオンにして [OK] をクリックし ます 8. [Run] をクリックします 階 層 デザイン 手 法 ガイド japan.xilinx.com 35

36 PXML のエクスポート PlanAhead からさまざまな 階 層 デザイン フローを 実 行 する 手 順 は 第 6 章 の PlanAhead フロー を 参 照 してく ださい PlanAhead の 使 用 法 の 詳 細 は PlanAhead ユーザー ガイド (UG632) を 参 照 してください xpartition.pxml ファイルは <project_name>.runs/impl_1 ディレクトリに 生 成 されます このファイル を ISE コマンド ライン フローを 実 行 するディレクトリにコピーします 36 japan.xilinx.com 階 層 デザイン 手 法 ガイド

37 BoundaryOpt 属 性 の 設 定 BoundaryOpt 属 性 の 設 定 第 2 章 で 説 明 したように BoundaryOpt 属 性 を 使 用 するとパーティションの 境 界 で 一 部 の 最 適 化 を 実 行 できます PlanAhead でパーティションにこの 属 性 を 追 加 するには 次 の 手 順 に 従 います 1. [Netlist] ビューでパーティションを 選 択 します 2. [Instance Properties] ビューで [Attributes] タブをクリックし 緑 色 のプラス (+) ボタンをクリックします 図 15 : 属 性 の 追 加 階 層 デザイン 手 法 ガイド japan.xilinx.com 37

38 パーティションのフロアプラン 3. [Add Pre-defined Attributes] ダイアログ ボックスで [HD_BOUNDARY_OPT] を 選 択 し [OK] をクリックし ます 4. [all] などの 値 を 選 択 し (デフォルトは [none]) [Apply] をクリックします 図 16 : HD_BOUNDARY_OPT 属 性 の 設 定 BoundaryOpt に 有 効 な 値 は 第 4 章 コマンド ラインでのパーティション フロー の 表 2 にリストされています パーティションのフロアプラン パーティションをフロアプランするかどうかを 判 断 する 方 法 については 第 1 章 の パーティションのフロアプラン を 参 照 してください ここに 示 す 単 純 な 例 では 4 つのパーティションをフロアプランします [Netlist] ビューでパーティションを 1 つずつ 選 択 すると 各 パーティションに 対 して Pblock を 作 成 できます PlanAhead の Pblock は AREA_GROUP 制 約 を 定 義 します Pblock を 作 成 するには 次 の 手 順 に 従 います 1. パーティション ネットリストを 右 クリックします 2. [Draw Pblock] をクリックします 3. [Device] ビューで 各 パーティションを 表 す 矩 形 を 描 きます すべてのパーティションに 対 して Pblock を 作 成 すると 図 17 のようになります 38 japan.xilinx.com 階 層 デザイン 手 法 ガイド

39 パーティションのフロアプラン PlanAhead でモジュールをフロアプランする 方 法 の 詳 細 は ザイリンクス Web サイトから PlanAhead チュートリア ル : デザイン 解 析 とフロアプラン (UG676) を 参 照 してください 図 17 : PlanAhead でのパーティション 設 定 階 層 デザイン 手 法 ガイド japan.xilinx.com 39

40 パーティション デザインのインプリメント パーティション デザインのインプリメント パーティションを 設 定 したデザインをインプリメントするには Flow Navigator で [Implement] ボタンをクリックし ます ツールの 使 用 に 慣 れていない 場 合 や 最 小 限 の 設 定 で 実 行 する 場 合 は 緑 色 の [Implement] ボタンをクリ ックします このボタンをクリックすると デフォルトの ISE 設 定 でインプリメンテーション ツール (NGDBuild MAP PAR および TRACE) が 実 行 されます インプリメンテーション オプションを 変 更 して インプリメンテーション ツールを 実 行 するには [Implenet] ボタンの 右 側 にある 矢 印 をクリックしてプルダウ ン メニューから [Implementation Settings] をクリックし 必 要 な 変 更 を 加 えます プルダウン メニューから [Create Multiple Runs] をクリックすると 異 なるインプリメンテーション オプション を 使 用 して 複 数 のインプリメンテーション 実 行 を 作 成 できます これは SmartXplorer の 実 行 に 似 てい ます インプリメンテーションの 結 果 は [Compilation Log] ビュー PlanAhead 右 上 のステータス バー または [Window] [Design Suns] をクリックして [Design Runs] ビューで 確 認 できます 図 18 : [Implement] ボタン インプリメンテーションが 完 了 したら [Implemented Design] をクリックすることにより 結 果 を 読 み 込 むことができま す パーティションが 適 切 に 定 義 されており インプリメンテーション ツールで 使 用 されているかどうかを 確 認 するに は インプリメンテーション ログ ファイルを 表 示 します 40 japan.xilinx.com 階 層 デザイン 手 法 ガイド

41 パーティションのプロモート パーティションのプロモート パーティションがインプリメントされたら 今 後 のインポート 実 行 用 にプロモートする 必 要 があります PlanAhead で パーティションをプロモートするのは コマンド ライン フローでパーティションをエクスポートするのと 同 じです アク ティブな 実 行 からパーティションをプロモートするには Flow Navigator で [Promote Partitions] ボタンをクリックしま す ( 図 19) メモ : 実 行 結 果 をプロモートしないと 実 行 をリセットしたときに 現 在 のパーティションが 失 われます 図 19 : パーティションのプロモート 結 果 をプロモートしたら 現 在 の 実 行 のリセットおよび 再 実 行 を 必 要 なだけ 繰 り 返 します プロモートされた 結 果 は パーティションが 変 更 されなければ 常 にインポートされます 新 しい 結 果 をプロモートすると 現 在 プロモートさ れているデータが 上 書 きされます 複 数 の 実 行 およびプロモートされたデータの 管 理 については 次 のザイリンク ス Web サイトから PlanAhead ソフトウェア チュートリアル : 予 測 可 能 な 結 果 に 対 する 保 存 デザインの 利 用 (UG747) を 参 照 してください 階 層 デザイン 手 法 ガイド japan.xilinx.com 41

42 パーティション ステートの 管 理 パーティション ステートの 管 理 プロモートしたパーティションのステートは 次 の 実 行 用 に 自 動 的 に import にアップデートされます プロモートし ていないパーティションでもインポートできますが これらのパーティションは PlanAhead では 自 動 的 に 管 理 されま せん これらのパーティションは PlanAhead の [Implementation Run Properties] ビューの [Partitions] タブで 手 動 で 管 理 します ( 図 20) ソース ネットリストがアップデートされたり 物 理 制 約 が 変 更 されたりしてパーティションのアップデートが 必 要 になっ た 場 合 は パーティションのステートを implement に 変 更 する 必 要 があります このステートの 変 更 は PlanAhead では 自 動 的 に 実 行 されません ステートを 正 しく 変 更 しないと 次 のような NGDBuild エラーが 発 生 します ERROR:NgdBuild: The logic for imported Partition '/top/express_car' using previous implementation '../../project_1.promote/ximpl_1/top_prev_built.ngd' has been modified.this situation can occur when the source for the Partition was modified but the Partition was not re-implemented and exported. You must re-implement and export the Partition before it can be imported into this design. 図 20 : [Implementation Run Properties] ビューでのパーティション ステートの 変 更 42 japan.xilinx.com 階 層 デザイン 手 法 ガイド

43 保 持 レベルの 管 理 保 持 レベルの 管 理 保 持 レベルは デフォルトでは PlanAhead に 表 示 されません 保 持 レベルをデフォルト 値 から 変 更 する 場 合 は [Implementation Run Properties] ビューの [Partitions] タブにフィールドを 追 加 します [Preservation] フィールドを 表 示 するには 次 の 手 順 に 従 います 1. [Design Runs] ビューをクリックします このビューが 表 示 されていない 場 合 は [Window] [Design Runs] をクリックします 2. インプリメンテーション 実 行 を 選 択 します デフォルトでは impl_1 が 選 択 されています 3. [Implementation Run Properties] ビューで [Partitions] タブをクリックします 4. 表 のヘッダを 右 クリックし [Preservation] をクリックしてこの 列 を 表 に 追 加 します ( 図 21) 5. 必 要 に 応 じて 値 を 変 更 します 図 21 : PlanAhead に 保 持 レベル 属 性 を 表 示 階 層 デザイン 手 法 ガイド japan.xilinx.com 43

44 デザイン 実 行 の 管 理 デザイン 実 行 の 管 理 デザインに 必 要 な 変 更 を 加 え パーティション ステートを 正 しく 設 定 したら デザインを 再 インプリメントできます PlanAhead でのデザイン 保 持 に 推 奨 されるのは 1 つのデザイン 実 行 (impl_1) を 保 持 し 必 要 に 応 じてプロモート および 再 インプリメントを 繰 り 返 すフローです この 章 の 例 では Flow Navigator で [Implement] ボタンをクリックしてデザインを 再 インプリメントできます これによ り 実 行 データがリセットされ インプリメンテーション ツールが 起 動 され [Implementation Run Properties] ビューの [Partitions] タブでの 定 義 に 応 じてパーティションがインポートされます インプリメンテーションが 完 了 して 結 果 をプ ロモートすると 以 前 にプロモートされていた 結 果 が 上 書 きされるので 1 つのプロモート ディレクトリのみにデザイ ン パーティションの 結 果 が 含 まれます プロモート ディレクトリが 1 つのみであれば 管 理 は 簡 単 であり 第 1 章 の インポート 先 ディレクトリ で 説 明 したような 複 数 の 場 所 からインポートすることによる 煩 雑 さを 回 避 できます 44 japan.xilinx.com 階 層 デザイン 手 法 ガイド

45 第 6 章 デザイン 保 持 フロー デザイン 保 持 の 目 的 は タイミング クロージャ 段 階 でのインプリメンテーションの 実 行 回 数 を 減 らすことです デザ インの 一 部 でタイミングが 満 たされたら そのインプリメンテーション 結 果 ( 配 置 および 配 線 ) を 次 の 実 行 で 使 用 しま す これにより 完 成 し タイミングを 満 たしている 部 分 は デザインのほかの 部 分 が 変 更 されても 影 響 を 受 けま せん デザイン 保 持 では パーティションを 使 用 してモジュール インスタンスの 以 前 のインプリメンテーション 結 果 を 保 持 します パーティションを 適 切 に 使 用 することにより デザインの 実 行 回 数 が 削 減 され 変 更 されていないインスタン スを 再 検 証 する 必 要 がないので タイミング クロージャ 段 階 の 時 間 を 短 縮 できます デザインの 一 部 を 保 持 した 場 合 どのモジュールがインプリメントされ どのモジュールが 保 持 されるかによって インプリメンテーションのランタ イムは 異 なります インプリメントされるモジュールのタイミング 要 件 が 厳 しい 場 合 ランタイムは 長 くなります インプ リメントされるモジュールのタイミングを 簡 単 に 満 たすことができ クリティカル パスが 保 持 されるモジュールに 含 ま れている 場 合 は ランタイムは 短 くなります この 章 では ISE Design Suite コマンド ライン ツールおよび PlanAhead ソフトウェアを 使 用 して RTL フローお よびネットリスト フローでデザイン 保 持 を 使 用 する 方 法 を 示 します この 章 には 次 のセクションが 含 まれています コマンド ライン フロー PlanAhead フロー コマンド ライン フロー コマンド ラインからデザイン 保 持 フローを 実 行 する 際 は どのモジュールがアップデートされているか どのパーテ ィションをインプリメントし どのパーティションをインポートするのか ユーザーが 管 理 する 必 要 があります これらを 編 集 するには テキスト エディタまたは XML エディタで xpartition.pxml ファイルを 変 更 します このフローを 実 行 するのに 使 用 する 必 要 のある 特 別 なインプリメンテーション オプションはありませんが PXML ファイルをインプリメ ンテーションを 実 行 するディレクトリに 配 置 する 必 要 があります PXML ファイルの 作 成 および 管 理 の 詳 細 は この ガイドの 第 4 章 コマンド ラインでのパーティション フロー を 参 照 してください デザイン 保 持 フローでは デザイン サイクルの 初 期 段 階 でデザインのパーティションを 定 義 する 必 要 があります デザインの 初 期 のコード 記 述 が 完 了 したら インクリメンタル 合 成 フローまたはボトムアップ 合 成 フローを 使 用 して 合 成 できます サポートされる 合 成 ツールおよびフローの 詳 細 は このガイドの 第 3 章 合 成 パーティションフロー を 参 照 してください デザインを 合 成 したら PXML ファイルですべてのパーティションのステートを implement に 設 定 してデザインをイ ンプリメントします パーティションでタイミングが 満 たされたら その 結 果 を 今 後 の 実 行 用 にエクスポートします バグの 修 正 や 機 能 の 向 上 のためにデザインを 変 更 したら 変 更 したパーティションをすべて 再 インプリメントする 必 要 があります ネットリスト レベルで 変 更 されていないパーティションは インポートして 配 置 配 線 情 報 を 保 持 し ます 階 層 デザイン 手 法 ガイド japan.xilinx.com 45