基于Tcl腳本生成Vivado工程及編譯

peng85246

Tcl腳本簡介
Tcl——Tool Command Language（讀作tickle），誕生于80年代的加州大學伯克利分校，作為一種簡單高效可移植性好的腳本語言，目前已經(jīng)廣泛應用在幾乎所有的EDA工具中。在Xilinx最新的FPGA設計工具Vivado中，Tcl成為唯一支持的腳本。
使用Tcl腳本的優(yōu)勢如下：

• 能快速生成Vivado工程及編譯工程，生成工程所需要的PL端bit文件；生成工程之后，根據(jù)自己的需要，可手動創(chuàng)建Block Design，或者在腳本添加IP、實現(xiàn)自動連接等功能�？偠�言之，Tcl的引入，使得Vivado設計過程也變得可編程控制，設計流程變得更加靈活多變。
• 在開發(fā)的過程中，直接打開Vivado軟件，可視化地進行Block Design設計、配置IP和連線等。但是這樣手動添加IP或者連線需要花一定的時間，且編譯步驟重復累贅，因為打開了Vivado這個占用電腦資源比較大的軟件，導致生成需要的bitstream文件需要花費大量時間。使用腳本可以快速的在Vivado 2017.4 Tcl Shell（Vivado自帶的shell終端窗口）執(zhí)行Tcl腳本命令，無需要打開Vivado軟件就進行編譯生成bit文件，花費的時間極大的縮短了。
• 如需修改工程的Block Design文件，可以打開Vivado進行修改或者直接修改Block Design Tcl腳本，所有的Block Design設計，Vivado都會自動保存成Tcl腳本文件。​​​​​​​
  

基于TcL腳本生成Vivado工程

• Windows 7/10 64bit；
• Xilinx Vivado 2017.4。
  

表 1

開發(fā)板型號	是否支持本實驗
TLZ7x-EasyEVM	支持
TLZ7xH-EVM	支持
TL5728F-EVM	支持
TLA7-EasyEVM/TLA7-EVM	支持
TLK7-EVM	支持
TL665xF-EasyEVM	支持
TL6678F-EasyEVM	支持

由創(chuàng)龍?zhí)峁┑腇PGA開發(fā)例程位于光盤Demo目錄下，本文以創(chuàng)龍TLK7-EVM開發(fā)板為實驗平臺，以tl-led-flash例程為例，演示使用Tcl腳本生成Vivado工程及編譯的開發(fā)步驟。

將Demo目錄下的tl-led-flash例程復制到Windows非中文路徑下，例如復制到C盤根目錄。Vivado工程目錄結(jié)構(gòu)及文件說明見下表，表格中的xxx代表具體的例程，例如 tl-led-flash例程。Vivado工程的bin文件夾下存放適用于創(chuàng)龍各開發(fā)平臺運行的可執(zhí)行文件，src文件夾下包含constraints、hdl和scripts目錄。

注意：Windows路徑有長度限制，路徑太長會導致出錯。

表 2

目錄	文件/目錄	說明
bin	xxx.bin/xxx.bit	可執(zhí)行文件，可直接運行測試
src	constraints	約束文件
	hdl	Verilog源碼
	scripts	xxx_project.tcl	執(zhí)行該腳本生成Vivado工程
		clean.sh clear_project.tcl	刪除log文件和生成的工程

使用TcL終端打開Tcl腳本

打開Vivado軟件，點擊菜單欄"Window->Tcl Consonle"打開Tcl控制臺窗口。

​​​​​​​

在Tcl控制臺窗口執(zhí)行如下指令（注意指令中"/"符號的方向），進入需要執(zhí)行的Tcl腳本所在路徑，該腳本文件用于生成tl-led-flash例程的Vivado工程。

Vivado% cd C:/tl-led-flash/src/scripts

​​​​​​​生成Vivado工程

進入xxx_project.tcl腳本所在路徑，執(zhí)行Tcl腳本生成對應平臺的Vivado工程。本次操作中生成創(chuàng)龍TLK7-EVM開發(fā)板的Vivado工程——tl_led_flash，指令參數(shù)解釋如下：

Vivado%vivado -mode batch -source tl_led_flash_project.tcl -tclargs tlk7-evm xc7k325tffg676-2

• vivado -mode batch：使用vivado的batch模式；
• -source  axi_gpio_project.tcl：選中要執(zhí)行的Vivado工程xxx_project.tcl腳本文件；
  

-tclargs  tlk7-evm  xc7k325tffg676-2：修改"-tclargs"參數(shù)，即可生成對應開發(fā)平臺和芯片型號的工程。這里生成了TLK7-EVM開發(fā)板，F(xiàn)PGA型號為XC7K325TFFG676-2的Vivado工程。如需要生成TLZ7x-EasyEVM開發(fā)板，SoC芯片型號為XC7Z010CLG400-2的工程，則將指令修改為：-tclargs  tlz7x-easyevm  xc7z010clg400-2。

表 3

開發(fā)板型號	FPGA(SoC)型號	"-tclargs"參數(shù)
TLZ7x-EasyEVM	XC7Z010CLG400-2	tlz7x-easyevm  xc7z010clg400-2
	XC7Z020CLG400-2	tlz7x-easyevm  xc7z020clg400-2
TLZ7xH-EVM	XC7Z100FFG900-2	tlz7xh-evm  xc7z100ffg900-2
TL5728F-EVM	XC7A100TFGG484-2	tl5728f-evm  xc7a100tfgg484-2
TLA7-EasyEVM TLA7-EVM	XC7A100TFGG484-2	tla7-evm  xc7a100tfgg484-2
TLK7-EVM	XC7K325TFFG676-2	tlk7-evm  xc7k325tffg676-2
TL665xF-EasyEVM	XC7A100TFGG484-2	tl665xf-easyevm  xc7a100tfgg484-2
TL6678F-EasyEVM	XC7K325TFFG676-2	tl6678f-easyevm  xc7k325tffg676-2

Tcl腳本執(zhí)行完成后，Tcl控制臺窗口打印信息如下圖所示，同時在工程源碼"\src\runs"目錄下生成對應開發(fā)平臺的Vivado工程。本次生成了配套于創(chuàng)龍TLK7-EVM開發(fā)板的tl_led_flash工程。

​​​​​​​Vivado工程編譯

雙擊Vivado工程"src\runs\tl_led_flash.xpr"文件，打開新生成的Vivado工程如下圖所示。

點擊左邊欄PROGRAM AND DEBUG下的Generate Bitsteam選項，彈出對話框中選擇Yes選項，如下圖所示：

在彈出的Launch Runs對話框中，點擊OK開始編譯Vivado工程，如下圖所示：

用時約6min后，Vivado工程編譯完成，實際編譯時間跟FPGA工程和PC性能相關。在彈出以下對話框中，點擊Cancel完成編譯步驟。

編譯完后會在Vivado工程"src\runs\xxx.runs\impl_1"目錄下生成可執(zhí)行文件xxx.bit和xxx.bin，如下圖所示。其中xxx.bit文件內(nèi)包含head information，可以通過下載器解析后加載到FPGA核，xxx.bin文件為可執(zhí)行文件。

為便于測試，我司提供由Vivado工程編譯生成的可行文件放于bin目錄下，該目錄下包含了適用于創(chuàng)龍全部開發(fā)平臺的可執(zhí)行文件，將其下載到開發(fā)板即可運行測試。

創(chuàng)龍TLZ7xH-EVM是一款基于Xilinx Zynq-7000系列XC7Z035/XC7Z045/XC7Z100高性能SoC處理器設計的高端評估板，處理器集成PS端雙核ARM Cortex-A9 + PL端Kintex-7架構(gòu)28nm可編程邏輯資源，由核心板與底板組成。

ZYNQ Z-7045-C6678新伙伴

TLZ7xH-EVM評估板

芯片架構(gòu)：XC7Z045/XC7Z100-2FFG900I，集成PS端雙核ARM Cortex-A9 + PL端Kintex-7架構(gòu)28nm可編程邏輯資源。PS端主頻最高可達1GHz，單核運算能力高達2.5DMIPS/MHz。
外設資源：1x FMC(HPC)、2x CameraLink（Base/Medium/Full）、2x CAMERA、4x SFP+、1x PCIe Gen2、1x SATA、2x HDMI、2x SGMII

支持PS、PL端通信、高速AD采集與處理、CameraLink視頻采集與處理
應用領域：雷達探測 目標追蹤 電子對抗 定位導航 圖像處理 水下探測 光電探測 深度學習

更多詳情請查閱：
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②官方TB：廣州創(chuàng)龍電子科技有限公司