vivado調(diào)用IP核詳細介紹

大家好，又到了每日學習的時間了，今天咱們來聊一聊vivado 調(diào)用IP核。
首先咱們來了解一下vivado的IP核，IP核（IP Core）：Vivado中有很多IP核可以直接使用，例如數(shù)學運算（乘法器、除法器、浮點運算器等）、信號處理（FFT、DFT、DDS等）。IP核類似編程中的函數(shù)庫（例如C語言中的printf()函數(shù)），可以直接調(diào)用，非常方便，大大加快了開發(fā)速度。




使用Verilog調(diào)用IP核

這里簡單舉一個乘法器的IP核使用實例，使用Verilog調(diào)用。首先新建工程，新建demo.v頂層模塊。

一、添加IP核

1. 點擊Flow Navigator中的IP Catalog。


2. 選擇Math Functions下的Multiplier，即乘法器，并雙擊。


3. 將彈出IP核的參數(shù)設(shè)置對話框。點擊左上角的Documentation，可以打開這個IP核的使用手冊查閱。這里直接設(shè)置輸入信號A和B均為4位無符號型數(shù)據(jù)，其他均為默認值，點擊OK。


4. 稍后彈出的窗口，點擊Generate。


二、調(diào)用IP核

1. 選擇IP Sources，展開并選擇mult_gen_0 - Instantiation Template - mult_gen_0.veo，可以打開實例化模板文件。如圖，這段代碼就是使用Verilog調(diào)用這個IP核的示例代碼。


2. 將示例代碼復制到demo.v文件中，并進行修改，最終如下。代碼中聲明了無符號型的4位變量a和b，分別賦初值7、8，作為乘數(shù)使用；無符號型的8位變量p，用于保存計算結(jié)果。clk為Testbench編寫的周期20ns的時鐘信號；mult_gen_0 mul(...)語句實例化了mult_gen_0類型的模塊對象mul，并將clk、a、b、p作為參數(shù)傳入。

三、行為仿真驗證

以demo為頂層模塊，啟動行為仿真，即可輸出波形。設(shè)置a、b、p顯示為無符號十進制（右擊選擇Radix - Unsigned Decimal）。如圖，可以看到a=7, b=8，第一個時鐘上升沿后p = a * b = 56。





框圖（Block Design）中調(diào)用IP核

這里舉一個簡單的例子，通過調(diào)用乘法器IP核，產(chǎn)生一個能計算平方的新模塊。

一、創(chuàng)建框圖設(shè)計文件

1. 選擇Flow Navigator中的Create Block Design，創(chuàng)建一個框圖設(shè)計文件。


2. 輸入文件名并點擊OK。



二、添加IP核

1. 在框圖空白處右擊，選擇Add IP。



2. 可以直接搜索需要的IP核，雙擊確認。


3. IP核即可被添加進來，可以用導線將其與其他器件連接。


4. 雙擊這個IP核符號，可以打開參數(shù)設(shè)置對話框。點擊左上方的Documentation可以查看IP核的手冊。這里將輸入的A、B均設(shè)置為4為無符號型，其他為默認值，點擊OK確認。



三、繪制電路

1. 右擊Diagram窗口空白處，選擇Create Port。



2. 彈出窗口中，設(shè)置端口a為4位輸入信號，并點擊OK。


3. 將a與A、B都連接起來。


4. 同樣的方法，添加一個8位輸出端口p，與P連接。



5. 再添加一個clk時鐘輸入端口，與CLK連接。


6. 最終結(jié)果如圖。



四、仿真測試

1. 右擊框圖設(shè)計文件design_1，選擇Create HDL Wrapper。


2. 選擇第二項并點擊OK。


3. 打開生成的design_1_wrapper.v文件如圖，紅框中的代碼用來調(diào)用前面畫好的Block Design模塊。


4. 在design_1_wrapper.v文件中，添加Testbench代碼即可進行行為仿真。修改代碼如下，給輸入信號a賦初值為8，clk連接到Testbench生成的時鐘信號c上。
? ? ? ?5. 在Simulation Sources文件夾下，設(shè)置design_1_wrapper.v為行為仿真的頂層文件（右擊，選擇Set as Top）。



啟動行為仿真，最終輸出的波形如下?？梢钥吹?，在clk的第一個上升沿后，就有 p = a*a = 64，即實現(xiàn)了平方運算。