基于Tcl脚本生成Vivado工程及编译

网友投稿 1236 2022-05-29

Tcl脚本简介

Tcl——Tool Command Language(读作tickle),诞生于80年代的加州大学伯克利分校,作为一种简单高效可移植性好的脚本语言,目前已经广泛应用在几乎所有的EDA工具中。在Xilinx最新的FPGA设计工具Vivado中,Tcl成为唯一支持的脚本。

使用Tcl脚本的优势如下:

能快速生成Vivado工程及编译工程,生成工程所需要的PL端bit文件;生成工程之后,根据自己的需要,可手动创建Block Design,或者在脚本添加IP、实现自动连接等功能。总而言之,Tcl的引入,使得Vivado设计过程也变得可编程控制,设计流程变得更加灵活多变。

在开发的过程中,直接打开Vivado软件,可视化地进行Block Design设计、配置IP和连线等。但是这样手动添加IP或者连线需要花一定的时间,且编译步骤重复累赘,因为打开了Vivado这个占用电脑资源比较大的软件,导致生成需要的bitstream文件需要花费大量时间。使用脚本可以快速的在Vivado 2017.4 Tcl Shell(Vivado自带的shell终端窗口)执行Tcl脚本命令,无需要打开Vivado软件就进行编译生成bit文件,花费的时间极大的缩短了。

如需修改工程的Block Design文件,可以打开Vivado进行修改或者直接修改Block Design Tcl脚本,所有的Block Design设计,Vivado都会自动保存成Tcl脚本文件。

基于TcL脚本生成Vivado工程

Windows 7/10 64bit;

Xilinx Vivado 2017.4。

表 1

开发板型号

是否支持本实验

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

由创龙提供的FPGA开发例程位于光盘Demo目录下,本文以创龙TLK7-EVM开发板为实验平台,以tl-led-flash例程为例,演示使用Tcl脚本生成Vivado工程及编译的开发步骤。

将Demo目录下的tl-led-flash例程复制到Windows非中文路径下,例如复制到C盘根目录。Vivado工程目录结构及文件说明见下表,表格中的xxx代表具体的例程,例如 tl-led-flash例程。Vivado工程的bin文件夹下存放适用于创龙各开发平台运行的可执行文件,src文件夹下包含constraints、hdl和scripts目录。

注意:Windows路径有长度限制,路径太长会导致出错。

表 2

目录

文件/目录

说明

bin

xxx.bin/xxx.bit

可执行文件,可直接运行测试

src

constraints

约束文件

hdl

Verilog源码

scripts

xxx_project.tcl

执行该脚本生成Vivado工程

clean.sh

clear_project.tcl

删除log文件和生成的工程

使用TcL终端打开Tcl脚本

打开Vivado软件,点击菜单栏"Window->Tcl Consonle"打开Tcl控制台窗口。

基于Tcl脚本生成Vivado工程及编译

在Tcl控制台窗口执行如下指令(注意指令中"/"符号的方向),进入需要执行的Tcl脚本所在路径,该脚本文件用于生成tl-led-flash例程的Vivado工程。

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

生成Vivado工程

进入xxx_project.tcl脚本所在路径,执行Tcl脚本生成对应平台的Vivado工程。本次操作中生成创龙TLK7-EVM开发板的Vivado工程——tl_led_flash,指令参数解释如下:

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:选中要执行的Vivado工程xxx_project.tcl脚本文件;

-tclargs  tlk7-evm  xc7k325tffg676-2:修改"-tclargs"参数,即可生成对应开发平台和芯片型号的工程。这里生成了TLK7-EVM开发板,FPGA型号为XC7K325TFFG676-2的Vivado工程。如需要生成TLZ7x-EasyEVM开发板,SoC芯片型号为XC7Z010CLG400-2的工程,则将指令修改为:-tclargs  tlz7x-easyevm  xc7z010clg400-2。表 3

开发板型号

FPGA(SoC)型号

"-tclargs"参数

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

执行脚本弹出如下对话框,Tcl控制台窗口打印的WARNING警告信息可以忽略。

Tcl脚本执行完成后,Tcl控制台窗口打印信息如下图所示,同时在工程源码"\src\runs"目录下生成对应开发平台的Vivado工程。本次生成了配套于创龙TLK7-EVM开发板的tl_led_flash工程。

Vivado工程编译

双击Vivado工程"src\runs\tl_led_flash.xpr"文件

,打开新生成的Vivado工程如下图所示。

点击左边栏PROGRAM AND DEBUG下的Generate Bitsteam选项,弹出对话框中选择Yes选项,如下图所示:

在弹出的Launch Runs对话框中,点击OK开始编译Vivado工程,如下图所示:

用时约6min后,Vivado工程编译完成,实际编译时间跟FPGA工程和PC性能相关。在弹出以下对话框中,点击Cancel完成编译步骤。

编译完后会在Vivado工程"src\runs\xxx.runs\impl_1"目录下生成可执行文件xxx.bit和xxx.bin,如下图所示。其中xxx.bit文件内包含head information,可以通过下载器解析后加载到FPGA核,xxx.bin文件为可执行文件。

为便于测试,我司提供由Vivado工程编译生成的可行文件放于bin目录下,该目录下包含了适用于创龙全部开发平台的可执行文件,将其下载到开发板即可运行测试。

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