IO Designer DxD Expedition Flow中文版

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I/O Designer DxD-Expedition Flow

（中文版）

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说明

传统包含FPGA/PLD 的PCB 设计流程通常可以划分成FPGA 设计以及PCB 设计，流程间的定义完全依赖手工来完成，FPGA 逻辑符号的创建将花费大量的时间，而设计中又是多次往复的，如何保证PCB 流程中创建的符号和FPGA 中的完全一致将花掉我们大量的时间和精力。I/O Designer ，很好地解决了上述FPGA 与PCB 设计流程中存在的各种问题，在提升设计效率和设计生产力的同时最大限度地保障了设计产品的质量和可靠性。

在本次Workshop 中，您将亲自使用I/O Designer 来解决以下您在包含FPGA/PLD 的PCB 设计中已经遇到或即将遇到的设计问题，这些问题包括：

I/O Designer 如何完成FPGA Pin 的初始化分配； 如何快速的生成原理图符号和原理图；

如何完成对FPGA Pin 的优化分配，并导入到PCB 中； 如何完成I/O Designer 和PCB 工具的同步； 如何完成I/O Designer 和FPGA 工具的同步；

当您在Mentor 工程师的帮助下使用I/O Designer 完成以上的练习后，您将会充分体验到Mentor Graphics 工具在解决FPGA 与PCB 设计流程中的问题带来的便利。

这个Demo 将介绍在Dxdesigner －Expedition 流程中如何使用I/ODesigner 优化包含FPGA 的PCB 设计，在这个设计流程当中，我们将分三个阶段：

第一阶段： 使用I/ODesigner 完成FPGA 的Pin 的初始化分配并生成 Symbol

Schematics 和PCB 映射数据到原理图和PCB Layout 中去。

第二阶段：在I/ODesigner 中优化Pin 的分配并将这种变化体现到PCB 上。 第三阶段：在PCB 上做Pin Swap 然后能返回到IOD 中。

为了方便，以下I/ODesigner 将使用IOD 代替。

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数据准备

将IOD_DX_EX_WorkShop.rar 解压缩到 C:\Demonstrations 下，此时会生成一个DX2004目录，改下应该有下列目录及文件：

HDL\ VHDL 的源文件

Place and Route\ Xchange 文件

CentralLib\ Demo 需要的中心库 DxDesigner 原理图和PCB 设计

IOD 工程设定

在Windows 桌面上双击快捷图标：启动IOD 。

在IOD 主界面的菜单Tools 下 找到 Preferences ，然后按如下设定： Scheme 选择 DxDesigner/PADS-Designer 各种尺寸严格按下面参数

Export 页确定设定如下所示：

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同时，也在Advanced 中设定如下：

FPGA 的Pin 往往很多。一页往往放不下所有的Pin ，还是拆分成页比较好。

选中，这样组内可交换

新生成的原理图将使用替换的模式

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第一阶段 使用I/Odesigner 初始化设计

一. 新建IOD 工程

1．启动Database Wizard

点击菜单File －> Database Wizard 启动 Database Wizard 流程。 这是关于Database Wizard 的一个简单介绍，点击Next 进入下一步。

这一步是HDL 头文件的导入，导入的内容是该FPGA 设计中的信号名，我们这里导入的目的是可以避免手工输入将来生成的Symbol 所需要的信号。点击Browse 找到HDL 目录中的 Imageproc.vhd 文件，再点击Next 。导入的信号将被填入到Signal List 窗口。

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这一步显示的是IOD 解析出来的HDL 文件中顶层设计的名称。我们也可以修改成其它的名称来作为IOD 设计的名称。这里我们保持默认值并点击Next 。

紧接着是让指定IOD 工程要保存的位置，Browse 到想要保存的地方即可，这里我们指定到 工程目录下\DX2004下即可，点击Next 。

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Vendor and device 用来指定 FPGA 的厂商、使用的软件版本 芯片的家族 种类 封装 这里用Xilinx 的 Virtex4 中的 4vlx80 ，封装是FF1148。

点击Next 进入下一个步骤，此步骤是指定FPGAX 文件、 FPGA 设计中布局布线的约束文件以及完成FPGA 布局布线后的Pin report 文件。这些文件都是把信号和Pin 做了对应，有了这些文件，我们就可以不用要花时间手工分配信号到具体的管腿。这里暂不作指定。

点击Next 进入下一个步骤。这是用来指定Synthesis （综合）工具以及约束文件，这里

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我们同样不作指定。

接下来的是指定设计工具以及生成的Symbol 放到哪个工程中去，在Project Path 中指定到DxDesigner 工程的路径目录，这里指向Dx2004\Dxdesigenr\DxBoardDesign 下的DxBoardDesign.dproj 文件,点击OK ，然后Next 。

2．点击Next

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最后是一个说明，我们刚设定的信息是可以进行修改。

点击Finish 就完成了Database Wizard 的所有工作。

3．点击

Browse

4．再点击Browse

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如果此时有一个对话框弹出来，点击Yes 对IOD 的数据进行更新。

点击Next ，完成此项更新（更新的是符号信息）

二．分配信号到Pin 并生成原理图

1．添加信号

此时，我们可以看到，Signal 窗口中已经添加了HDL 文件中的信号，

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当然我们也可以在这里添加新的信号，只需要在信号窗口中右键 通过使用Add Signal 的方式添加需要的信号名，如果没有HDL 文件，我们需要通过这种方式添加所有必须的信号。

2．生成Function Symbol

只要定义好了Signal ，就可以生成Function Symbol 了。

点击下右图所示按钮，运行Symbol Wizard 生成

Function Symbol

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Symbol Wizard 1 of 6 ，这里我们需要生成Functional Symbol ，按下图所示设定。

说明: 刚开始做第一个设计时IOD 会有七个步骤，第一步前多了一个工具选择，其它步骤一致。

通常，我们使用缺省的属性，Symbol Name 对应的是逻辑图中Symbol Name DEVICE 对应的是Part 的名称，PKG_TYPE 直接对应的是Cell 的名称。

Symbol Wizard 2 、3 of 6

这两步一步是关于PCB Symbol 分割的相关设定，对Funtional Symbol 我们这里都取默认值即可，不做拆分。

Symbol Wizard 4 of 6

用来设定Function Symbol 的Pin 的尺寸和间距，这里按下面参数设定。

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Symbol Wizard 5 of 6 按如下设定

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Symbol Wizard 5 of 6

直接可以点击Finish 来生成Symbol ，当然也可以将左边的未放置的Pin 或Signal 添加到当前的Symbol 中去。

随后可以看到Symbol 窗口中已经可以看到一个

Funtional Symbol

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3．在原理图中放置Function Symbol

点击菜单 Generate －> Current Symbol Only

随后，IOD 会调用Dxdesigner 打开生成的Symbol 。

在Dxdesigner 中 将生成的Symbol

放到原理图中去

保存，退出 Dxdesigner 回到 IOD

4．为信号分配物理Pin

此时的分配是一种大概的分配，我们并不知道PCB 板上的实际布局会是一个什么样子，因此现在过多的考虑优化是没有必要的。

为信号分配物理Pin 的方法是很简单的。通常采用的是采用拖拉的办法，将Signal 从 Signal List 窗口 分配到Pin List 中，或者 Device 窗口中 1．点击Add Component

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拖拉的技巧： 如果是拖拉一组总线到Device 会发现，默认是横向排列的，拖拉时按住Ctrl ，

会变为纵向，按住Alt 会在鼠标当前所在的Bank 查找合适的位置。

这里，我们引入FPGAX 文件，完成对Pin 的初始化分配。点击 Database Properties

在Fpga Flow 下，找到FPGAX 这一栏，浏览到fx 文件的位置

C:\Demonstrations\IOD_DX_EX_WorkShop\DX2004\Place and Route\ImageProc.fx

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点击OK ，同样会出现文件更新的提示：按要求更新即可。

此时，点击Next ，完成更新。回到IOD 的主界面，我们找到Signal 的窗口，点击其下方的Unsigned ，发现该页为空，表示当前信号分配完毕，可以生成逻辑符号了。

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可以这个时候，可以在Signal 窗口选中一组信号，Device 窗口相对应的Pin 变成了红色，这说明，这些信号已经分配到了Pin 上，只是很不合理。我们现在需要根据Pin 的分配生成pcb Symbol 。

5．生成PCB Symbol

点击下右图所示按钮，运行Symbol Wizard 生成PCB Symbol (PCB Symbol 就是我们平常所指的带Pin Number 属性的逻辑符号)

Symbol Wizard 1 of 6 ，这里我们需要生成PCB Symbol ，按下图所示设定。

通常，我们使用缺省的属性，Symbol Name 对应的是逻辑图中Symbol Name DEVICE 对应的是Part 的名称，PKG_TYPE 直接对应的是Cell 的名称。

Symbol Wizard 2 of 6

这一步是关于PCB Symbol 分割的相关设定，我们按BANK 划分。

此时应该自动选则到PCB

使用所有的信号

按如下填写

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Symbol Wizard 3 of 6

这一步是 设定是否将 JTAG 、CONFIG 、 Power 、Muti －Gbit 拆分。按如下设定：

按电源Bank 拆分Symbol

如果Symbol 尺寸比页面大那么也拆分该Symbol

添加Config 和 JTAG 信号到Symbol 上

不为电源地创建单独的Symbol

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Symbol Wizard 4 of 6 关于Pin 位置，长度的设定。

Symbol Wizard 5 of 6

在这一步中，请确认PCB Symbol 的Port label 为 Pin

Function

各种类型信号的Pin 位置设定