FPGA中的防止扇出优化——max_fanout命令

vivado自带很多命令帮助编译器更好的实现设计者的想法，用得好会变成开发利器。比如，max_fanout命令，本身是用来约束扇出，减少布线拥塞的常用命令。然而很多读者向我反映，使用这个命令之后发现没有任何事情发生，完全没有任何效果。这里我就带大家理一理这个命令的使用方法。

max_fanout起作用的条件

1. 打算降低扇出的网络必须是reg驱动。因为降低扇出的原理就是reg驱动超过N（设置参数）条网络的时候，就复制一个同样的reg驱动其他N条网络，如果复制2个还不够就一直复制到足够为止，见图1。

2. -flatten_hierarchy不能设置为none。图形界面设置位置见图2。

3. 如果需要优化的信号在IP核内部那么在布局完成后使用下面的命令phys_opt_design -force_replication_on_nets [get_nets net_name]来保证IP核取消对内部网络的保护，能够正常复制高扇出网络。

max_fanout的使用形式

1. verilog综合属性设置：（*MAX_FANOUT = 4 *） reg test;

这里的综合属性必须设置在要降低扇出的寄存器前面，否则一定不会按照设计者意图综合。这种方法缺点是不能作用于IP核内部的某个信号。

2. set_property MAX_FANOUT 50 [get_nets {test}]或者

set_property MAX_FANOUT 50 [get_cells {test_r}]

注意get_cells选中的必须是要求编译器复制它来降低扇出的寄存器，因为verilog代码里面和最终实现的电路里面的寄存器名字很可能不一样，所以建议综合完成后在原理图里面去找到对应寄存器，然后复制他的名字，这样就不会弄错。很多时候读者使用命令的时候cells的名字就弄错了！用get_nets命令也一样最好去原理图里面找对应的网络，复制名字。xdc约束可以作用于IP核内部的某个信号。

max_fanout的参数意义
（*MAX_FANOUT = 4 *） reg test;里面的参数就只有一个——4，网络扇出超过4就会复制一个，保证每个复制的寄存器下面的扇出都不超过此参数。xdc约束也一样，不再敖述。

注意，图1的综合设置里面有-fanout_limit这个参数，并且默认是10000。这里是约束全局扇出的，但是max_fanout命令的优先级会高于这里的设置参数。所以编译器会优先按照你的综合属性或者XDC约束来进行优化。