1. 设计任务
在数字系统设计中,分频器是经常使用的单元电路模块,使用频率相当高,几乎常用的时序电路中都包含分频器模块。为了方便重复调用、使用,采用Vivado 提供的IP核封装工具,按照IP 核定制流程,将用Verilog HDL 或VHDL 描述的电路,封装成为IP核,添加进Vivado 的IP 核库目录中。此处参考3.5.2 中的偶数倍分频器电路设计方法,完成分频器电路代码,如【代码4.10】所示。
【代码4.10】偶数倍分频器设计代码fenpinqi.v
2. 定制过程
(1)创建封装IP 设计工程。
打开Vivado 软件,新建名为“fenpinqi_ip”的工程,选择FPGA 型号为“xc7z020clg484-1”,完成工程建立。
(2)添加设计源文件。
根据Vivado 添加设计源文件的方法和流程,此处完成【代码4.10】fenpinqi.v 设计源文件添加,然后保存文件。编写行为仿真激励文件,验证设计功能的正确性,一般要设计正确的单元模块才有继续定义为IP 核的必要性,所以在启动IP 核封装工具前,对自己设计的代码务必进行功能仿真,待通过后再进行下一步操作。
(3)设置自定义IP 的库名和目录。
在 Vivado 左侧的“Flow Navigator”项目设计流程管理窗口,单击【PROJECT MANAGER】→【Settings】,弹出工程属性设置对话框,如图4.59 所示。
在“Settings”对话框左侧的“Project Settings”列表中展开“IP”选项,单击“Packager”,进入IP 核封装工具设置界面。在这里,可以修改自定义IP 核的库名(类别名)、存放路径、封装完成后对工程文件的操作等。此处将“Category”可以更改为“HYG_IP_LIB”(自定义存放IP 的库,可以任取);“IP Location”采用默认,表示存储于当前工程存放路径,其余选项保持默认,单击“OK”。
图4.59 “Settings”对话框
(4)启动封装工具定制IP 核。
在Vivado 的主菜单下,执行【Tools】→【Create and Package New IP…】,如图4.60所示。
图4.60 启动IP 封装工具
在弹出的“Create and Package New IP”对话框中,单击“Next”,弹出如图4.61 所示的封装选项对话框,此处选择默认选项,“Package your current project Use the project as the source for creating a new IP Definition”将当前工程作为创建新IP 核的源,单击“Next”。
图4.61 封装选项对话框
图4.62 为设置IP 核存放路径,此时系统会自动显示当前工程路径,单击“Next”即可。
图4.62 IP 核存放路径
此时,将出现如图4.63 所示的“Package IP-fenpinqi”界面。左侧列表展示了对IP核定制过程的步骤,一共包含8 个选项。
图4.63 Identification 对话框
①“Identification”选项。
Vendor:设置设计者名称,或者设计提供者,此处设置为“HYG”。
Library:IP 所属的库名字,此处设置为“MY_IP”。
Name:IP 核的名字,默认是以当前工程名字,此处保持默认。
Version:版本号,此处默认为“1.0”。
Display name:IP 定制完成后在被调用时默认显示的名字,此处默认为“fenpinqi_v1_0”。
Description:IP 核描述,一般可以表达此IP 核的基本功能、用途等描述内容。此处设置为“Even multiple frequency division”,表示描述为偶数倍分频器功能。(www.xing528.com)
Vendor display name:指供应商/提供商公司的名字,此处为空。
Company url:指公司网址链接,有必要时可以填写。
Categories:IP 核所在目录,即为之前设置的库名字“HYG_IP_LIB”。
②“Compatibility”选项。
设置IP 核支持的FPGA 型号,即指定在哪些FPGA 中可以调用该IP 核,如图4.64所示,此处默认即可。
图4.64 设置IP 核支持的FPGA 型号
③“File Groups”选项。
如图4.65 所示,此选项是指设置IP 核所包含的设计文件,默认即可。
图4.65 “File Groups”选项
④“Customization Parameters”选项。
如图4.66 所示,该选项用于编辑IP 核中所提供给用户调用时参数属性定义。在此例中,只有一个参数“R”,表示分频器的分频系数值的一半,用户可以通过改变该参数的大小,实现不同分频系数设定,从而得到不同的频率输出。可以在图中双击“R”参数,弹出图4.67 所示的对话框。
图4.66 Customization Parameters 选项
在图4.67 中,主要设置参数的名字、在调用IP 核图形可视化窗口中参数是否可见、以及参数的取值范围的设定选项、参数默认值等信息。此处按图4.67 所示的参数设置即可。
图4.67 “R”参数设置对话框
⑤“Ports and Interfaces”选项。
IP 核对外的端口属性设置,包含名字等设置信息,默认即可,如图4.68 所示。
图4.68 “Ports and Interfaces”选项
⑥“Customization GUI”选项。
此选项显示了定义成功后的IP 核元件符号图形,以及可修改的参数变量等信息,此处保持默认即可,如图4.69 所示。
图4.69 “Customization GUI”选项
⑦“Review and Package”选项。
最后,完成所有IP 核定制参数设置,单击“Package IP”按钮,如图4.70 所示,启动IP 封装工具生成特定的IP 核。
图4.70 Review and Package 选项
当出现如图4.71 所示的“Finished packaging ‘fenpinqi_v1_0’ successfully”对话框,提示封装IP 成功,单击“OK”按钮,至此完成IP 核的定制。
图4.71 完成定制对话框
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