DFX極大地提高了Xilinx FPGA芯片的靈活性

DFX（DynamicFunction eXchange，動(dòng)態(tài)功能切換，就是之前的部分可重配置）技術(shù)極大地提高了Xilinx FPGA芯片的靈活性。借助此技術(shù)，用戶(hù)可以加載不同的應(yīng)用，可以對(duì)已布署的系統(tǒng)進(jìn)行部分升級(jí)，還可以有效降低功耗。

同時(shí)，DFX對(duì)于團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)也是有益的：可以將設(shè)計(jì)分割為不同的部分由不同的工程師完成。然而，DFX對(duì)設(shè)計(jì)流程有嚴(yán)格的要求，這往往導(dǎo)致Vivado較長(zhǎng)的編譯時(shí)間，且使得多用戶(hù)環(huán)境面臨較大挑戰(zhàn)。

這是因?yàn)樵摿鞒桃笤诰幾g動(dòng)態(tài)區(qū)時(shí)需要提供完整的鎖定的靜態(tài)區(qū)image文件（.dcp文件）。若靜態(tài)區(qū)設(shè)計(jì)中包含收費(fèi)IP，對(duì)于動(dòng)態(tài)區(qū)的工程師而言若其使用的環(huán)境下沒(méi)有該IP的license，就會(huì)導(dǎo)致Vivado無(wú)法編譯。Abstract Shell技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，很好地解決了這些技術(shù)痛點(diǎn)。

Abstract Shell是什么？標(biāo)準(zhǔn)的DFX流程需要多個(gè)步驟完成整個(gè)設(shè)計(jì)的布局布線(xiàn)。其中第一步需要對(duì)靜態(tài)區(qū)+f1+g1進(jìn)行編譯。這里f1/f2/f3稱(chēng)為動(dòng)態(tài)區(qū)RP（Reconfigurable Partition）對(duì)應(yīng)的RM（Reconfigurable Module）。g1/g2/g3則是另外一個(gè)動(dòng)態(tài)區(qū)RP對(duì)應(yīng)的RM。

第一步的一個(gè)重要作用是生成靜態(tài)區(qū)的image文件（布線(xiàn)后的網(wǎng)表文件.dcp）。在后續(xù)步驟對(duì)其他RM編譯時(shí)需要用到此image文件，例如編譯f2+g2的組合時(shí)，需要提供第一步的靜態(tài)區(qū)image文件，從而形成靜態(tài)區(qū)+f2+g2的組合。即使f2+g2是很小的模塊，也必須提供完整的靜態(tài)區(qū)image文件，且不允許用戶(hù)對(duì)這個(gè)image文件做任何修改。

Abstract Shell流程打破了這一規(guī)則。本質(zhì)上，Abstract Shell是靜態(tài)區(qū)image文件的裁剪版，是后續(xù)對(duì)新的RM進(jìn)行編譯并生成相應(yīng)的部分位流文件所需的靜態(tài)區(qū)image文件最小版本。這個(gè)最小版本不僅包含了RP的接口。

還包含了RP的約束信息（Pblock）、布線(xiàn)信息、邊界的時(shí)序信息，以確保RM不會(huì)使用已經(jīng)被靜態(tài)區(qū)消耗的資源。如下圖所示，圖中左側(cè)顯示了完整的靜態(tài)區(qū)image文件，右側(cè)則是Abstract Shell版本。兩者的差異還是很明顯的。

同時(shí)，Abstract Shell版本還去除了需要license的IP以及具有專(zhuān)利的設(shè)計(jì)部分。

Abstract Shell帶來(lái)的好處

Abstract Shell版本的image文件比全版本的image文件小了很多，從而，編譯新的RM時(shí)可有效縮減編譯時(shí)間、降低內(nèi)存開(kāi)銷(xiāo)。

對(duì)于包含多個(gè)RP的設(shè)計(jì)，可同時(shí)并行對(duì)所有RM進(jìn)行編譯，從而，加速設(shè)計(jì)進(jìn)程。

對(duì)于多用戶(hù)設(shè)計(jì)而言，設(shè)計(jì)的安全性得到了保證。因?yàn)榇蟛糠中畔⒁呀?jīng)從Abstract Shell版本中移除。同時(shí)所有需要license的收費(fèi)IP也不會(huì)被包含在Abstract Shell版本中，這意味著在Abstract Shell流程中不會(huì)再檢查license信息。

綜上所述，Abstract Shell的內(nèi)容取決于兩個(gè)因素：

RP的布局信息（由Pblock約束管理）

RP與靜態(tài)區(qū)的連接關(guān)系

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