vivado中IP核调用方法简介

目录

一、基于Vivado的IP核使用方法

二、常用IP核调用方法案例

2.1FIFO IP核

2.2UART IP核

2.3 DDR3 IP核

2.4 PLL IP核

2.5AXI GPIO IP核

三、总结

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       Vivado是Xilinx公司推出的一款集成化设计环境，可以用于FPGA和SoC的设计和实现。在Vivado中，可以使用IP核来快速实现一些常见的功能模块，例如时钟管理、数字信号处理、图像处理等等。下面将介绍基于Vivado的IP核的使用方法，并给出5个以上的常用IP核调用方法案例以及对应的testbench。

一、基于Vivado的IP核使用方法

打开Vivado，新建一个工程，选择FPGA或SoC的型号和目标平台。
在工程中添加IP核，可以选择从Xilinx的IP库中选择一个现成的IP核，也可以自定义设计一个IP核。
在IP核的配置界面中，根据实际需求进行参数配置，可以选择使用默认值或手动设置参数。
生成IP核的RTL代码和IP核的包装文件。
在设计中实例化IP核，根据实际需求对IP核进行连接和配置。
运行综合、实现和生成比特流文件。
将比特流文件下载到目标平台中进行验证和测试。

二、常用IP核调用方法案例

2.1FIFO IP核

       FIFO（First-In-First-Out）是一种常见的数据缓存结构，常用于数据的存储和传输。在Vivado中，可以使用FIFO IP核来快速实现FIFO缓存。以下是一个FIFO IP核的调用方法案例：

// FIFO IP核的实例化和连接
fifo_inst fifo (
    .din(din),  // 输入数据
    .wr_clk(wr_clk),  // 写时钟
    .wr_en(wr_en),  // 写使能
    .rd_clk(rd_clk),  // 读时钟
    .rd_en(rd_en),  // 读使能
    .dout(dout),  // 输出数据
    .full(full),  // FIFO满标志
    .empty(empty)  // FIFO空标志
);

// FIFO IP核的测试
initial begin
    wr_en = 1; wr_clk = 1; rd_en = 0; rd_clk = 1;
    #10 din = 8'b00001111;
    #10 din = 8'b00010010;
    #10 din = 8'b01010101;
    #10 wr_en = 0;
    #10 rd_en = 1;
    #10;
    while(!empty) begin
        #10 $display("dout=%b", dout);
    end
end

2.2UART IP核

        UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter）是一种常见的串口通信协议，常用于嵌入式系统中。在Vivado中，可以使用UART IP核来快速实现串口通信。以下是一个UART IP核的调用方法案例：

// UART IP核的实例化和连接
uart_inst uart (
    .clk(clk),  // 时钟
    .reset(reset),  // 复位
    .tx(tx),  // 发送数据
    .rx(rx)  // 接收数据
);

// UART IP核的测试
initial begin
    #10 reset = 1; clk = 0; tx = 1'b1; rx = 1'b1;
    #10 reset = 0;
    #10;
    $display("发送数据：");
    for(int i=0; i<8; i=i+1) begin
        tx = 1'b0;
        #10 tx = 1'b1;
    end
    #10;
    $display("接收数据：");
    for(int i=0; i<8; i=i+1) begin
        rx = 1'b0;
        #10 rx = 1'b1;
        #10 $display("data=%b", uart.data);
    end
end

2.3 DDR3 IP核

       DDR3（Double Data Rate 3）是一种常见的内存接口协议，常用于高性能计算和图形处理器中。在Vivado中，可以使用DDR3 IP核来快速实现DDR3内存接口。以下是一个DDR3 IP核的调用方法案例：

// DDR3 IP核的实例化和连接
ddr3_inst ddr3 (
    .clk(clk),  // 时钟
    .reset(reset),  // 复位
    .dram_clk(dram_clk),  // DRAM时钟
    .dram_rst(dram_rst),  // DRAM复位
    .a(addr),  // 地址
    .ba(ba),  // Bank地址
    .cs_n(cs_n),  // Chip选择
    .cke(cke),  // 时钟使能
    .ras_n(ras_n),  // 行地址选择
    .cas_n(cas_n),  // 列地址选择
    .we_n(we_n),  // 写使能
    .dm(dm),  // 数据掩码
    .dq(dq),  // 数据
    .dqs_n(dqs_n),  // 数据时钟反相
    .dqs(dqs)  // 数据时钟
);

// DDR3 IP核的测试
initial begin
    // 写入数据
    addr = 32'h00000000;
    ba = 2'b00;
    cs_n = 1'b0;
    cke = 1'b1;
    ras_n = 1'b0;
    cas_n = 1'b0;
    we_n = 1'b0;
    dm = 4'b0000;
    dq = 64'h1122334455667788;
    dqs_n = 1'b0;
    dqs = 1'b1;
    #10;
    cs_n = 1'b1;
    ras_n = 1'b1;
    cas_n = 1'b1;
    we_n = 1'b1;
    #10;

    // 读取数据
    addr = 32'h00000000;
    ba = 2'b00;
    cs_n = 1'b0;
    cke = 1'b1;
    ras_n = 1'b0;
    cas_n = 1'b0;
    we_n = 1'b1;
    dm = 4'b0000;
    dq = 64'h0000000000000000;
    dqs_n = 1'b0;
    dqs = 1'b1;
    #10;
    cs_n = 1'b1;
    ras_n = 1'b1;
    cas_n = 1'b1;
    we_n = 1'b1;
    #10 $display("dq=%h", dq);
end

2.4 PLL IP核

        PLL（Phase-Locked Loop）是一种常见的时钟管理器，可以用于时钟频率的倍频、分频和锁相等应用。在Vivado中，可以使用PLL IP核来快速实现PLL模块。以下是一个PLL IP核的调用方法案例：

// PLL IP核的实例化和连接
pll_inst pll (
    .inclk0(inclk0),  // 输入时钟
    .c0(c0),  // 输出时钟1
    .c1(c1),  // 输出时钟2
    .locked(locked)  // 锁相标志
);

// PLL IP核的测试
initial begin
    // 设置时钟频率
    inclk0 = 50e6;
    #10;
    // 配置PLL
    pll.clkfbout_mult = 10;
    pll.clkout0_divide = 2;
    pll.clkout1_divide = 4;
    #10;
    $display("c0=%d, c1=%d", c0, c1);
end

2.5AXI GPIO IP核

       AXI GPIO（Advanced eXtensible Interface General Purpose Input/Output）是一种常见的GPIO接口协议，可以用于控制外部设备的输入输出。在Vivado中，可以使用AXI GPIO IP核来快速实现GPIO接口。以下是一个AXI GPIO IP核的调用方法案例：

// AXI GPIO IP核的实例化和连接
axi_gpio_inst axi_gpio (
    .s_axi(s_axi),  // AXI总线接口
    .gpio_io(gpio_io)  // GPIO接口
);

// AXI GPIO IP核的测试
initial begin
    // 设置GPIO方向和初始值
    s_axi.araddr = 32'h00000000;
    s_ax
继续

i.awaddr = 32'h00000000;
s_axi.awvalid = 1;
s_axi.awready = 0;
s_axi.wdata = 8'h00;
s_axi.wstrb = 4'b1111;
s_axi.wvalid = 1;
s_axi.wready = 0;
#10;
s_axi.awvalid = 0;
s_axi.awready = 1;
#10;
s_axi.wvalid = 0;
s_axi.wready = 1;
#10;
s_axi.arvalid = 1;
s_axi.arready = 0;
#10;
s_axi.arvalid = 0;
s_axi.arready = 1;
#10;
while(1) begin
// 读取GPIO值
s_axi.araddr = 32'h00000008;
s_axi.arvalid = 1;
s_axi.arready = 0;
#10;
s_axi.arvalid = 0;
s_axi.arready = 1;
#10;
if(s_axi.rvalid && s_axi.rdata) begin
$display("GPIO=%b", s_axi.rdata);
end
// 设置GPIO值
s_axi.awaddr = 32'h00000004;
s_axi.awvalid = 1;
s_axi.awready = 0;
s_axi.wdata = 8'hff;
s_axi.wstrb = 4'b1111;
s_axi.wvalid = 1;
s_axi.wready = 0;
#10;
s_axi.awvalid = 0;
s_axi.awready = 1;
#10;
s_axi.wvalid = 0;
s_axi.wready = 1;
#10;
#100;
end
end

三、总结

        本文介绍了基于Vivado的IP核的使用方法，针对常用的IP核给出了5个以上的调用方法案例以及对应的testbench。这些IP核覆盖了常见的功能模块，可以用于快速实现各种应用。在实际设计中，可以根据具体需求选择合适的IP核，并结合自己的设计进行连接和配置，从而快速实现所需功能。