基于Synplify Pro的FPGA高级综合设计

### 基于Synplify Pro的FPGA高级综合设计 #### 一、Synplify/Synplify Pro概述 **Synplify/Synplify Pro**是Synplicity公司开发的一款高性能FPGA综合工具，它能够将硬件描述语言(HDL)设计转化为可被EDA工具识别的EDIF格式，进而实现设计映射到具体的FPGA器件中。在FPGA设计流程中，综合工具扮演着至关重要的角色，它相当于将高级语言翻译成机器码的过程，对于FPGA而言则是将HDL描述转换成硬件电路。 在传统的FPGA设计流程中，例如使用Xilinx的ISE工具时，综合工具XST已经被集成进来，用户只需要简单的几步操作即可完成设计的综合与实现。然而，为了更精细地控制综合过程并优化设计性能，高级用户通常需要手动设置综合工具中的各种参数。Synplify/Synplify Pro提供了这样的灵活性，允许用户深入调整综合过程中的各项设置。 #### 二、Synplify/Synplify Pro的主要特点 - **广泛的支持性**：Synplify/Synplify Pro支持多种FPGA器件，包括但不限于Xilinx、Altera等主要半导体厂商的产品。 - **强大的综合能力**：相较于Synplify，Synplify Pro提供了更多的高级特性和支持，如多目标优化、资源约束等。 - **灵活的接口**：除了能够独立运行外，Synplify/Synplify Pro还支持与多种EDA工具集成，使得设计流程更加顺畅。 - **详细的报告功能**：综合完成后，工具会生成详细的报告，帮助用户了解设计的资源占用情况、时序性能等关键指标。 #### 三、使用Synplify/Synplify Pro进行FPGA设计的基本步骤 以下是以一个简单的时钟分频器设计为例，演示如何使用Synplify/Synplify Pro进行FPGA设计： 1. **启动Synplify Pro**：通过“开始”菜单中的程序列表找到并启动Synplify Pro 7.3.1。 2. **创建新项目**：选择“File -> New”，指定项目的路径和名称，这里假设项目路径为`D:\YHQProj\Synplify`，项目名为`DivClk`。 3. **添加设计文件**：继续选择“File -> New”，添加一个新的VHDL文件，命名为`DivClkTop.vhd`，并将该文件添加到当前项目中。 4. **编写源代码**：在编辑器中输入设计代码，示例中的代码实现了简单的时钟分频逻辑。代码示例如下： ```vhdl library IEEE; use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; use IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL; use IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL; entity divclk1 is Port ( clk : in std_logic := '0'; divclk : out std_logic ); end divclk1; architecture Behavioral of divclk1 is signal counter : std_logic_vector(5 downto 0) := "000000"; begin process (clk) begin if clk'event and clk = '1' then if (counter >= "110001") then counter <= "000000"; else counter <= counter + '1'; end if; end if; end process; divclk <= counter(5); end Behavioral; ``` 5. **保存并关闭文件**：保存所有的文件，并关闭编辑窗口。 6. **编译源代码**：通过“Run -> Compile Only”命令进行源代码的编译，确保没有语法错误。 7. **综合设计**：在确保源代码正确无误之后，可以进行综合操作，生成EDIF网表文件。 8. **布局布线**：可以将生成的EDIF文件导入到其他EDA工具（如Xilinx ISE）中进行布局布线，完成整个设计流程。 #### 四、Synplify/Synplify Pro的高级特性 - **多目标优化**：支持根据不同的设计目标（如速度、面积）进行优化。 - **资源约束**：允许用户指定特定的FPGA资源使用限制。 - **详细的综合报告**：提供详细的综合报告，帮助用户了解设计的综合效果。 - **高级时序分析**：支持高级时序分析功能，确保设计满足时序要求。 Synplify/Synplify Pro是一款功能强大的FPGA综合工具，不仅适用于初学者快速上手FPGA设计，也适合高级用户进行复杂的FPGA设计任务。通过对该工具的深入了解和运用，可以显著提高FPGA设计的效率和质量。