文章來源:http://www.paincker.com/vivado-basic-usage-3
IP核(IP Core)
Vivado中有很多IP核可以直接使用,例如數學運算(乘法器、除法器、浮點運算器等)、信號處理(FFT、DFT、DDS等)。IP核類似編程中的函數庫(例如C語言中的printf()
函數),可以直接調用,非常方便,大大加快了開發速度。
使用Verilog調用IP核
這裏簡單舉一個乘法器的IP核使用實例,使用Verilog調用。首先新建工程,新建demo.v
頂層模塊。
添加IP核
點擊Flow Navigator
中的IP
Catalog
。
選擇Math Functions
下的Multiplier
,即乘法器,並雙擊。
將彈出IP核的參數設置對話框。點擊左上角的Documentation
,可以打開這個IP核的使用手冊查閱。這裏直接設置輸入信號A和B均爲4位無符號型數據,其他均爲默認值,點擊OK。
稍後彈出的窗口,點擊Generate
。
調用IP核
選擇IP Sources
,展開並選擇mult_gen_0
- Instantiation Template - mult_gen_0.veo
,可以打開實例化模板文件。如圖,這段代碼就是使用Verilog調用這個IP核的示例代碼。
將示例代碼複製到demo.v
文件中,並進行修改,最終如下。代碼中聲明瞭無符號型的4位變量a和b,分別賦初值7、8,作爲乘數使用;無符號型的8位變量p,用於保存計算結果。clk爲Testbench編寫的週期20ns的時鐘信號;mult_gen_0
mul(...)
語句實例化了mult_gen_0
類型的模塊對象mul
,並將clk、a、b、p作爲參數傳入。
module demo(
);
reg clk = 0;
always #10 clk = ~clk;
wire [3:0] a = 7;
wire [3:0] b = 8;
wire [7:0] p;
mult_gen_0 mul (
.CLK(clk), // input wire CLK
.A(a), // input wire [3 : 0] A
.B(b), // input wire [3 : 0] B
.P(p) // output wire [7 : 0] P
);
endmodule
行爲仿真驗證
以demo爲頂層模塊,啓動行爲仿真,即可輸出波形。設置a、b、p顯示爲無符號十進制(右擊選擇Radix - Unsigned Decimal
)。如圖,可以看到a=7,
b=8
,第一個時鐘上升沿後p = a * b = 56
。
框圖(Block Design)中調用IP核
這裏舉一個簡單的例子,通過調用乘法器IP核,產生一個能計算平方的新模塊。
創建框圖設計文件
選擇Flow Navigator
中的Create
Block Design
,創建一個框圖設計文件。
輸入文件名並點擊OK
。
添加IP核
在框圖空白處右擊,選擇Add IP
。
可以直接搜索需要的IP核,雙擊確認。
IP核即可被添加進來,可以用導線將其與其他器件連接。
雙擊這個IP核符號,可以打開參數設置對話框。點擊左上方的Documentation
可以查看IP核的手冊。這裏將輸入的A、B均設置爲4爲無符號型,其他爲默認值,點擊OK
確認。
繪製電路
右擊Diagram
窗口空白處,選擇Create
Port
。
彈出窗口中,設置端口a
爲4位輸入信號,並點擊OK
。
將a
與A
、B
都連接起來。
同樣的方法,添加一個8位輸出端口p
,與P
連接。
再添加一個clk
時鐘輸入端口,與CLK
連接。
最終結果如圖。
仿真測試
右擊框圖設計文件design_1
,選擇Create
HDL Wrapper
。
選擇第二項並點擊OK
。
打開生成的design_1_wrapper.v
文件如圖,紅框中的代碼用來調用前面畫好的Block
Design
模塊。
在design_1_wrapper.v
文件中,添加Testbench代碼即可進行行爲仿真。修改代碼如下,給輸入信號a
賦初值爲8
,clk
連接到Testbench生成的時鐘信號c
上。
wire [3:0]a = 8;
wire clk;
wire [7:0]p;
reg c = 0;
always #10 c <= ~c;
assign clk = c;
在Simulation Sources
文件夾下,設置design_1_wrapper.v
爲行爲仿真的頂層文件(右擊,選擇Set
as Top
)。
啓動行爲仿真,最終輸出的波形如下。可以看到,在clk
的第一個上升沿後,就有 p
= a*a = 64
,即實現了平方運算。