Vivado使用技巧（25）：Block Synthesis技术

本系列第22~24篇介绍了Vivado综合技术中的各个方面，这里先概述一下：Vivado综合支持使用多种策略（Strategy）和全局设置（Setting）。在RTL或XDC文件中，可以用综合属性来改写某些设置选项。目前设计越复杂，全局设置方式限制了设计的潜在性能，同一设计中不同层次结构可能在不同设置下才能获得最佳表现。

针对此问题，一个解决方法便是Out-of-context（OOC）模式。OOC模式下的层次结构会脱离设计中的其它部分独立运行，但这样也增加了设计流程的复杂度。比如一个设计中需要运行多次综合、OOC模块必须要独立的约束等等。

本文将介绍Vivado提供的块级综合流程（Block Synthesis Flow），允许设计者将某些全局设置和策略应用于特定的层次结构中，且可以与设计中的其它模块不同。

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设置块级流程

块级流程的必须在XDC文件中使用BLOCK_SYNTH属性设置，语法如下 ：

set_property BLOCK_SYNTH.<option name>  [get_cells ]
#举例
set_property BLOCK SYNTH.MAX_LUT_INPUT 4 [get_cells FFT]

option_name和value为设置的选项名称和值；instance_name为设置作用的模块实例化名称（不是模块名称）。这样提供了更大的灵活性，比如一个模块可能会实例化多次，不同的实例之间也可以采用不同的设置。

设置之后，选项会应用于该实例和内部所有电路（包括内部调用的其它模块）。一个实例可以设置多个BLOCK_SYNTH属性，没有设置的选项采用默认值。如果仅希望将设置应用于该实例，而不应用于其中的子模块，需要做额外的设置，如：

set_property BLOCK SYNTH.MAX_LUT_INPUT 6 [get_cells FFT/childLevel]

使用该命令将子模块的选项设置为默认值（当然也可以设置为其他值）。当使用块级综合流程时，Vivado会采用自顶向下综合模式。首先综合顶层模块，确保不会影响到设置了其它选项的层次结构。

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块级流程选项

Vivado同样也提供了一些预定义的块级流程策略，包括DEFAULT、AREA_OPTIMIZED、ALTERNATE_ROUTABILITY和PERFORMANCE_OPTIMIZED。可以使用如下命令设置块级综合策略：

set_property BLOCK_SYNTH.STRATEGY {<value>} [get_cells <inst_name>] 

Vivado支持设置的块级综合策略选项如下所示：

选项	类型	值	描述
RETIMING	整型	0/1	是否启用Retiming功能
ADDER_THRESHOLD	整型	4-128	设置综合加法器时开始使用进位链的阈值，该值大于加法操作数位宽之和时采用进位链；小于时采用LUT组合实现。
COMPARATOR_THRESHOLD	整型	4-128	设置综合比较器时开始使用进位链的阈值
SHREG_MIN_SIZE	整型	3-32	设置综合寄存器链时开始使用SRL的阈值，大小超过此值时用SRL实现；小于时用寄存器实现
FSM_EXTRACTION	字符串	AUTO等	设置状态机的编码方式
LUT_COMBINING	整型	0/1	是否启用查找表组合
CONTROL_SET_THRESHOLD	整型	0-128	设置综合寄存器时开始使用控制信号的阈值，当控制信号扇出大于此值时多采用D输入；小于时多采用控制信号输入
MAX_LUT_INPUT	整型	4-6	4不会使用LUT5/LUT6原语；5不会使用LUT6原语；6会使用所有的LUT
MUXF_MAPPING	整型	0/1	是否启用MUXF7/F8/F9接口
KEEP_EQUIVALENT_REGISTER	整型	0/1	合并/保留等效的寄存器