学会System Generator（4）资源分析与时序分析

本文是该系列的第4篇，第2篇以数字滤波器的设计为主题，介绍了System Generator的完整设计流程；第3篇介绍了 System Generator导出设计的说明文档和testbench的特性。本文将介绍System Generator对设计进行资源分析和时序分析的相关方法。

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查看分析结果

本文在第2篇设计的数字滤波器模型基础上运行分析。System Generator集成了时序分析和资源分析功能，以确保在simulink中设计的DSP系统导出到FPGA环境中能够正确运行。其本质上仍然是在后台调用Vivado进行分析，System Generator只是读取了分析结果并显示出来。

设计完成并且Simulink运行完毕后，打开System Generator这个block，切换到Clock标签下：

Perform analysis中可以设置：

• None：不进行分析；
• Post Synthesis：综合后进行分析；
• Post Implementation：实现后进行分析。

Analyzer type中可以设置“Resource”（进行资源分析）或“Timing”（进行时序分析）。注意在Perform analysis设置好，并且导出设计到FPGA后，可以切换Analyzer type，并且点击右边的“Launch”查看两种报告。但修改设计和修改Perform analysis参数后必须重新运行才能生成最新的报告。

综合后和实现后的资源分析和时序分析分别如下。时序报告中可以看到每一条时钟路径的情况（本设计中只有一条）；资源报告中可以看到每一个模块的资源消耗（本设计只有一个模块）。可以看到综合后与实现后的资源消耗情况、时序情况有些差异：

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时序分析

System Generator集成的静态时序分析功能提供了如下特性：

• 点击每一列的指标名称，可以选择升序/降序排列；
• 时序不满足时，相应的路径Slack值为负数，且显示为红色；

• 交叉定位功能：时序报告中选中某一路径，Simulink模型中对应的部分会高亮显示（时序满足为绿色；不满足为红色），这可以帮助设计者更快的找到和修改时序错误，如下图：

  

• 时序不满足时，可以考虑修改设计（如增加一些单元的Latency，以资源换速度），或者更换综合策略/实现策略。

在System Generator block的Compilation标签下可以设置“Synthesis strategy”和“Implementation strategy”。列表中有几种Vivado提供的策略，也可以在Vivado中添加好用户自定义的策略，在System Generator中调用。

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资源分析

System Generator集成的资源分析功能提供了如下特性：

• 点击每一列的指标名称，可以选择升序/降序排列；
• BRAMs（包括RAMB36E、FIFO36E、RAMB18E、FIFO18E0资源）；DSPs（包括DSP48E、DSP48E1、DSP48E2资源）；Registers（包括寄存器和触发器，以FD和LD开头的资源）；LUTs（所有的查找表）；
• 交叉定位功能：资源报告中选中某一模块，Simulink模型中对应的部分会高亮显示（黄色），如下图：
  
  资源消耗超过FPGA芯片总资源时，可以考虑修改设计，或者更换综合策略/实现策略。这里与时序分析部分相同。

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时序/资源分析失败的说明

绝大多数情况下，时序分析和资源分析都能得到正确的结果，但有时在Generate生成结束后，会提示一个Error，无法获取结果数据。

失败的原因一般都是如下情况：在同一目录下有多个slx文件，但是所有的slx文件设置的输出目录都相同（比如都是默认的./netlist）。在导出第一个slx文件时是可以正确运行时序/资源分析的；但在导出第二个slx文件的设计时，就会报错。原因便是不同的模型向同一目录下导出设计。在设置路径时要注意。