vivado 编辑与改写IP核源文件

有些时候，根据设计需求可能会想要修改IP核生成的源文件（只能修改未加密文件），包括HDL文件和XDC约束文件。 这种修改不能直接修改源文件，因为在后续设计流程中，IP可能会复位或重新生成，导致修改操作被复原。本文将介绍编辑与改写IP核源文件的方法，不过仍然需要注意两点：

• 某些IP核包含其它的层次化子IP核，这类IP核源文件不可修改；
• IP核的Core Cotainer特性必须被禁用。

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改写IP约束文件

IP核生成时会生成相应的约束文件，包括物理约束（physical constraint）和时序约束（timing constraint）。可能需要修改的物理约束有LOC、PACKAGE_PIN等；部分时序约束可以修改，但是在*_ooc.xdc中定义的系统工作时钟频率强烈建议不要修改。

修改IP约束有两种方法：（1）.使用下文描述的特殊方法编辑IP的XDC文件；（2）.XDC文件有一个编译顺序属性，IP核的XDC文件该属性为EARLY，较早执行；用户自定义的顶层约束文件该属性为NORMAL，较晚执行。因此可以通过用户约束文件（或Tcl文件）来重新约束某一对象，达到改写的效果。

在综合IP核时，物理约束会被忽略，因此改写物理约束的效果只会在实现阶段才能看见；而时序约束的改写在综合和实现阶段都会使用。但是有如下两种特例：

• XDC命令通常按顺序执行，但是对于时序约束而言并不总是如此。比如假设一个时序路径设置已经失败，之后又对该路径的max_delay做了约束，这样并不会改变路径的失败状态，因为路径失败有更高的优先级，这种情况下必须通过编辑IP源文件来实现修改；

• 某些操作和命令不能再XDC文件中执行，必须通过Tcl文件来实现。比如想要改变BUFG_GT单元的LOC属性，设计者必须删除当前的设置后才能设置新的LOC。执行该操作用到的reset_property命令只能在Tcl文件中执行。

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设置IP约束适用范围

生成的IP核要在设计中实例化，将IP约束应用到IP的实例化单元中有两个属性可以控制：

• SCOPED_TO_REF：规定XDC文件应用到哪些模块；
• SCOPED_TO_CELLS：规定XDC文件应用到模块中的哪些单元。

在Tcl Console中输入“report_compile_order -constraints”命令可以查看这两个属性及XDC文件的编译顺序，如下图：

SCOPED_TO_REF属性通常是IP核的用户设置名称；SCOPED_TO_CELLS属性通常在Verilog中为inst，在VHDL中为U0。最好的设计方法是创建一个新的XDC或Tcl文件，将所有的XDC/Tcl命令放在该文件中，用来改写IP的XDC文件，并且设置相应的SCOPED_TO_REF和SCOPED_TO_CELLS属性。具体步骤如下：

1.创建一个新的XDC或Tcl文件并添加到状态为Active的约束集中；
2.将所有需要改写IP XDC的XDC或Tcl命令放在新文件中；
3.使用set_property命令设置新文件的两个属性，相关语句如下：

set_property SCOPED_TO_REF <REF> [get_files <new XDC/Tcl file>]
set_property SCOPED_TO_CELLS <CELL> [get_files <new XDC/Tcl file>]
   
   
   
   

   
   
   
   

    
    
    
    
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4.将XDC/Tcl文件标记为仅用于实现：

set_property USED_IN IMPLEMENTATION [get_files file>]
   
   
   
   

   
   
   
   

    
    
    
    
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编辑IP源文件

编辑IP之前需要先生成所有的IP核相关文件，包括DCP设计检查点文件。使用下面命令将XCI文件的ISMANAGED属性设置为False：

set_property IS_MANAGED false [get_files .xci]
   
   
   
   

   
   
   
   

    
    
    
    
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如果IP核是一个复杂的子系统，会提示如下错误：

ERROR: [IP_Flow 19-3666] The is_managed property cannot be directly modified for hierarchical IP.
   
   
   
   

   
   
   
   

    
    
    
    
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如果IP核启用了Core Cotainer，会提示如下错误：

ERROR: [IP_Flow 19-4671] The is_managed property cannot be directly modified for IP in a core container.
   
   
   
   

   
   
   
   

    
    
    
    
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这也是本文开头提到的两点限制。经过上述设置，IP核的IS_LOCKED属性会变为TRUE，且IP图标改变，如下图：

点击Tools->Report->Report IP Status报告IP状态，可以查看到IP核状态为“User-managed IP”，该状态下即可对IP核的未加密HDL文件和XDC文件进行修改：

完成需要的编辑之后，必须在Tcl控制台中复位IP，使用“reset_run _synth_1”命令，之后使用“launch_run _synth_1”使用修改后的HDL或约束文件重新运行IP。这样便完成了对IP源文件的编辑。

虽然IP子系统的IS_MANAGED属性不允许修改，但可以通过如下途径完成对IP子系统的源文件修改：其余步骤都相同，只是设置属性步骤替换为将Vivado的编辑器设置为其它编辑器（不用默认文本编辑器），在磁盘中直接编辑IP核的RTL源文件。需要注意，相关状态不会显示在Vivado中，因此设计者需要自己明白文件的状态。

总而言之，修改IP核的源文件是一件很危险的事，因为可能会导致IP核不能正常工作。修改之前要确保自己的设计目标；修改后要验证IP核的功能准确性。