FPGA验证(介绍FPGA设计流程,STA,后仿真)
FPGA仿真流程
FPGA仿真流程FPGA（Field Programmable Gate Array）是一种可编程的逻辑器件，能够根据用户的需求进行逻辑设计。
为了验证设计的正确性和性能，需要进行FPGA仿真。
FPGA仿真流程包括设计和验证两个主要阶段。
设计阶段：1.确定需求：首先，需要明确设计的功能和性能需求。
这包括功能要求、接口要求、时钟频率等。
2. 开发RTL代码：根据需求，开发RTL（Register Transfer Level）代码。
RTL是一种硬件描述语言，可用于表示各种逻辑电路的功能和行为。
3.进行功能仿真：使用功能仿真工具，对RTL代码进行仿真测试。
功能仿真能够验证设计的功能正确性，例如输入和输出的正确性、电路的数据通路等。
4.优化设计：根据仿真结果，对设计进行分析和优化。
可以通过调整电路结构、改进算法等方式，提高设计的性能和效率。
5.进行时序仿真：时序仿真是对电路的时序特性进行仿真测试，包括时钟频率、信号延迟等。
时序仿真能够验证设计在不同时钟频率下的工作稳定性，并发现可能存在的时序问题。
6.进行可综合性仿真：可综合性仿真是对设计的可综合性进行仿真测试。
可综合性是指RTL代码能否被综合工具转换成逻辑门级的网表文件，从而实现在FPGA中的可编程。
验证阶段：1.进行功能验证：功能验证是使用验证平台或模拟器，对设计进行全面的功能测试。
在验证平台中，可以模拟各种输入和环境条件，对设计进行全面的测试和验证。
2.进行时序验证：时序验证是对设计的时序特性进行验证。
使用时序验证工具，验证电路在不同频率、不同延迟条件下的工作稳定性和正确性。
3.进行电路板级仿真：在电路板级仿真中，将FPGA设计与外部电路、接口进行联合仿真。
通过电路板级仿真，可以验证设计在整个电路环境中的正确性和性能。
4.进行物理布局和布线仿真：通过物理布局和布线仿真，可以验证设计的物理约束和布局是否合理，能否满足时序要求。
5.进行系统级仿真：系统级仿真是对整个系统进行仿真测试。
FPGA后仿真流程
FPGA后仿真流程Xilinx FPGA仿真流程版本：1.0（本流程是基于设计代码已完成）电路设计的各个阶段都与仿真紧密联系在一起的，可以分为以下几个阶段的仿真：1．行为级：用于验证电路框架及算法的正确性；2．RTL级（寄存器传输级）：可以验证功能正确性，一般称为前仿真；3．门级：综合出门级网表之后，网表中加入了门的延时信息，仿真结果更接近于真实情况；4．后仿真：布局布线后，可以将连线延时加入到网表中，此时可以验证电路的时序是否正确；实际上我们在编写设计代码时，一般从是RTL级开始。
RTL级仿真通过，然后直接进入后仿真。
只要后仿真通过了，我们就认为设计代码通过验证，可以下载到FPGA里。
所以我们需要仿真的只有RTL 级和后仿真就行了！一．RTL级仿真步骤：1．打开ModelSim，新建一个project，如图1.1图1.1得到Creata Project 的弹出窗口，如图1.2 所示。
在ProjectName 栏中填写你的项目名字。
Project Location 是你的工作目录，你可通过Brose 按钮来选择或改变。
Ddfault Library Name 可以采用工具默认的work库。
（推存，此库包括一个特殊的文件_info）图1.22．给工程加入文件：ModelSim会自动弹出Add Items to the project 窗口，如图1.3 所示。
选择Add Exsiting File 后，根据相应提示将文件加到该Project 中。
图1.3出现图1.4图1.4点击Browse，出现添加你所要的.v文件，出现。
当然也可以这样添加你所要的.v文件，3．编译：编译（包括源代码和库文件的编译）。
编译可点击ComlileComlile All 来完成。
也可以这样编译文件编译成功后，所有的文件后会打勾。
5．装载文件：如图2.5所示，出现，选中你的test文件，点击OK6．开始仿真，添加波形图点击run all出现波形二．后仿真步骤：1．启动ISE的Project Navigator，然后新建一个project。
fpga的设计流程
fpga的设计流程
随着技术的发展，fpga设计技术也变得越来越成熟，越来越多的产品使用fpga进行控制，它们可以被用来实现很多种复杂的功能，但是在使用之前，需要进行一个系统的设计流程。
本文将对fpga的设计流程进行详细的介绍，帮助用户更好的实现fpga的功能。
首先，在使用fpga之前，用户需要确定fpga的目标功能，也就是要实现什么样的功能，这一步可以粗略的定义出完成的任务，也就是fpga的功能的架构。
其次，编写fpga的硬件结构，这一步要求用户熟悉fpga的硬件结构，以及fpga可以实现的功能结构，确定硬件结构后，可以使用EDA工具进行搭建。
第三，使用 HDL（硬件描述语言）进行编程，这一步是实现fpga 功能的关键，用户需要使用HDL，也就是Verilog或者VHDL来编写代码，使用这些语言来编写硬件电路及对应的功能，以完成fpga功能的部署和调试。
第四，使用仿真工具仿真和调试，完成了上述步骤后，用户可以使用仿真工具，仿真fpga的硬件结构，以及编写好的代码，以便发现硬件和软件的错误，以及调试软件程序以确保功能正常。
第五，烧录fpga，经过仿真和调试，用户需要将fpga烧录成fpga 芯片，这一步需要使用烧录器，将编写的程序烧录到fpga芯片，以实现fpga的功能。
第六，测试功能，最后，用户需要测试实现的功能是否符合预期。
以上就是fpga的设计流程，从fpga的功能定义到实际实现，需要涉及很多步骤，需要用户对fpga充分的了解，以此来确保设计的正确性和合理性。
FPGA验证简介
这篇文章有EDA论坛deve所作：第一编 验证的重要性验证，顾名思义就是通过仿真、时序分析、上板调试等手段检验设计正确性的过程，在FPGA/IC开发流程中，验证主要包括功能验证和时序验证两个部分。
为了了解验证的重要性，我们先来回顾一下FPGA开发的整个流程。
FPGA开发流程和IC的开发流程相似，主要分为以下几个部分：1）设计输入，利用HDL输入工具、原理图输入工具或状态机输入工具等把所要设计的电路描述出来；2）功能验证，也就是前仿真，利用Modelsim、VCS等仿真工具对设计进行仿真，检验设计的功能是否正确；常用的仿真工具有Model Tech公司的ModelSim，Synopsys公司的VCS，Cadence公司的NC-Verilog 和NC-VHDL，Aldec公司的Active HDL VHDL/Verilog HDL等。
仿真过程能及时发现设计中的错误，加快了设计进度，提高了设计的可靠性。
3）综合，综合优化是把HDL语言翻译成最基本的与或非门的连接关系（网表），并根据要求（约束条件）优化所生成的门级逻辑连接，输出edf和edn等文件，导给CPLD/FPGA厂家的软件进行实现和布局布线。
常用的专业综合优化工具有Synplicity公司的synplify/Synplify Pro、Amplify等综合工具，Synopsys公司的FPGA Compiler II综合工具（Synopsys公司将停止发展FPGA Express软件，而转到FPGA Compiler II平台），Exemplar Logic公司出品的LeonardoSpectrum 等综合工具。
另外FPGA/CPLD厂商的集成开发环境也带有一些综合工具，如Xilinx ISE中的XST等。
4）布局布线，综合的结果只是通用的门级网表，只是一些门与或非的逻辑关系，与芯片实际的配置情况还有差距。
此时应该使用FPGA/CPLD厂商提供的实现与布局布线工具，根据所选芯片的型号，进行芯片内部功能单元的实际连接与映射。
简述fpga的开发流程
简述fpga的开发流程
简述FPGA的开发流程
FPGA开发流程是由一系列相关步骤组成的。
它可以分为前期设计环境的构建、FPGA及外围电路的设计、FPGA编程、系统烧写和调试等五个主要步骤。
一、构建设计环境
首先，需要构建FPGA的设计环境，安装设计软件，如Xilinx ISE、Quartus等，这些软件可以支持FPGA设计，建立设计环境，提供设计使用。
紧接着，对开发板进行硬件测试，检查硬件是否正常可用，以确保下一步无硬件问题，提高开发效率。
二、FPGA及外围电路设计
接下来进行FPGA及外围电路的设计，设计者可以根据具体需求，使用Verilog HDL或VHDL等语言编写FPGA及外围电路的原理图，经过仿真，验证无误后，进入下一步。
三、FPGA编程
在FPGA及外围电路设计完成后，就可以进行FPGA的编程，即将设计好的原理图编译为FPGA的可烧写文件，如.JED、.BIN等，此时可以使用烧录器进行FPGA编程，将编译加载到目标FPGA芯片中。
四、系统烧录
编程完成后，FPGA芯片可以正常工作，此时需要将系统烧录到FPGA上，使其和外围电路组成完整的系统，以满足应用需求。
五、调试
最后一步是进行系统的调试，这个步骤并不仅仅是测试芯片本身，而是测试整个系统的功能，确保系统能够按照预期工作。
通过以上步骤即可完成FPGA的开发。
fpga开发流程详细
fpga开发流程详细FPGA（现场可编程门阵列）的开发流程通常包括以下主要步骤：1.电路设计：这是FPGA开发流程的初始阶段，涉及到系统设计和电路设计。
系统工程师根据任务要求，如系统的指标和复杂度，对工作速度和芯片本身的各种资源、成本等方面进行权衡，选择合理的设计方案和合适的器件类型。
这一阶段通常采用自顶向下的设计方法，将系统划分为若干个基本单元，然后继续将每个基本单元划分为下一层次的基本单元，直到可以直接使用EDA元件库为止。
2.设计输入：这一步骤是将所设计的系统或电路以开发软件要求的某种形式表示出来，并输入给EDA工具的过程。
常用的设计输入方法有原理图输入和HDL 语言输入法。
3.功能仿真：也称前仿真，是在编译之前对用户设计的电路进行逻辑功能验证，没有延迟信息，仅对初步的功能进行验证。
4.综合：将较高级抽象层次的描述转化成较低层次的描述。
根据目标和要求优化所生成的逻辑连线，使得层次设计平面化。
5.综合后仿真：检查综合结果是否和原设计一致，在仿真时，把综合生成的标准延时文件反标注到综合仿真模块中去，可以估计门延时带来的影响，但不能估计线延时。
6.布局布线：这是将综合生成的逻辑网表配置到具体的FPGA芯片上，布局布线是其中最重要的过程。
7.时序仿真：也称后仿真，是指将布局布线的延时信息反标注到设计网标中来检测有无时序违规（建立时间，保持时间等）现象。
8.板级仿真与验证：主要应用于高速电路设计中，以第三方工具进行验证。
9.调试工具：逻辑分析仪（很少使用，太贵），内嵌在线逻辑分析仪（ChipScope）。
在每一步中还有许多具体的过程和技术细节需要注意，包括具体的开发软件的使用方法、各个阶段可能出现的问题和解决方法等。
以上信息仅供参考，建议咨询专业人士获取更准确的信息。
FPGA设计流程与规范
FPGA设计流程与规范FPGA（现场可编程门阵列）设计流程与规范是指在FPGA设计中所需遵循的一系列步骤和规定，以确保设计的正确性、可靠性和高效性。
在进行FPGA设计时，按照一定的流程和规范进行，可以确保设计的正确性，并最大限度地提高设计的效率。
下面将详细介绍FPGA设计流程与规范。
1.设计需求分析：在进行任何FPGA设计工作之前，首先需要明确设计的需求和目标。
包括了解所需实现的功能、性能要求、资源限制等。
这个阶段需要与项目的相关方（如产品经理、硬件工程师等）进行充分的沟通和讨论，以确保设计的准确性和可行性。
在分析需求的过程中，也要考虑到设计的灵活性和扩展性，以便在将来的版本迭代中进行更新和修改。
2.架构设计：在完成需求分析后，需要进行架构设计。
架构设计是将需求细化为硬件实现的关键步骤。
在这个阶段，需要选择适当的FPGA芯片，并确定设计的模块划分和通信接口。
同时，还需要考虑电源管理、时钟分配、数据流控制等方面的设计。
架构设计需要综合考虑性能需求、资源利用和硬件复杂度等因素，以找到最合适的设计方案。
3. 硬件设计：通过使用硬件描述语言（如Verilog或VHDL），根据架构设计进行硬件设计。
这个阶段需要将设计划分为多个模块，并对每个模块进行详细的设计。
每个模块的设计需要考虑数据流和控制流，确定寄存器传输级RTL描述、信号接口等。
在设计过程中，需要根据设计规范和最佳实践进行设计，以确保设计的正确性和可维护性。
4.仿真与验证：在完成硬件设计后，需要进行仿真和验证工作。
通过使用仿真工具，可以对设计进行功能仿真和时序仿真，以验证设计的正确性和性能。
此外，还可以使用专门的验证工具来对设计进行验证。
在这个阶段，需要与设计规范对比，检查设计是否满足要求，并及时修复和改进设计中的错误和缺陷。
5.综合与布局：在完成仿真和验证后，需要对设计进行综合和布局。
综合是将设计转换为门级电路的过程，布局是将综合后的门级电路放置在FPGA芯片上的过程。
FPGA验证后仿真
quartus里面自带两种仿真functional和timing（还有一个简化版的timing）分别是功能仿真和时序仿真，其实如果验证正确，没有必要进行后仿真了。
在EDA开发的流程中，按理说应该进行后仿真back-annoted，但实际上这一步已经逐步淡化了。
FPGA验证（介绍FPGA设计流程，STA，后仿真）验证，顾名思义就是通过仿真、时序分析、上板调试等手段检验设计正确性的过程，在FPGA/IC开发流程中，验证主要包括功能验证和时序验证两个部分。
为了了解验证的重要性，我们先来回顾一下FPGA开发的整个流程。
FPGA开发流程和IC的开发流程相似，主要分为以下几个部分：1)设计输入，利用HDL输入工具、原理图输入工具或状态机输入工具等把所要设计的电路描述出来；2)功能验证，也就是前仿真，利用Modelsim、VCS等仿真工具对设计进行仿真，检验设计的功能是否正确；常用的仿真工具有Model Tech公司的ModelSim，Synopsys公司的VCS，Cadence公司的NC-Verilog和NC-VHDL，Aldec公司的Active HDL VHDL/Verilog HDL等。
仿真过程能及时发现设计中的错误，加快了设计进度，提高了设计的可靠性。
3)综合，综合优化是把HDL语言翻译成最基本的与或非门的连接关系(网表)，并根据要求(约束条件)优化所生成的门级逻辑连接，输出edf和edn等文件，导给CPLD/FPGA厂家的软件进行实现和布局布线。
常用的专业综合优化工具有Synplicity公司的synplify/Synplify Pro、Amplify等综合工具，Synopsys公司的FPGA Compiler II综合工具(Synopsys公司将停止发展FPGA Express软件，而转到FPGA Compiler II平台)，Exemplar Logic公司出品的LeonardoSpectrum等综合工具。
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验证，顾名思义就是通过仿真、时序分析、上板调试等手段检验设计正确性的过程，在FPGA/IC 开发流程中，验证主要包括功能验证和时序验证两个部分。
为了了解验证的重要性，我们先来回顾一下FPGA开发的整个流程。
FPGA开发流程和IC的开发流程相似，主要分为以下几个部分：
1)设计输入，利用HDL输入工具、原理图输入工具或状态机输入工具等把所要设计的电路描述出来；
2)功能验证，也就是前仿真，利用Modelsim、VCS等仿真工具对设计进行仿真，检验设计的功能是否正确；常用的仿真工具有Model Tech公司的ModelSim，Synopsys公司的VCS，Cadence公司的NC-Verilog和NC-VHDL，Aldec公司的Active HDL VHDL/Verilog HDL等。
仿真过程能及时发现设计中的错误，加快了设计进度，提高了设计的可靠性。
3)综合，综合优化是把HDL语言翻译成最基本的与或非门的连接关系(网表)，并根据要求(约束条件)优化所生成的门级逻辑连接，输出edf和edn等文件，导给CPLD/FPGA厂家的软件进行实现和布局布线。
常用的专业综合优化工具有Synplicity公司的synplify/Synplify Pro、Amplify等综合工具，Synopsys公司的FPGA Compiler II综合工具(Synopsys公司将停止发展FPGA Express软件，而转到FPGA Compiler II平台)，Exemplar Logic公司出品的LeonardoSpectrum等综合工具。
另外FPGA/CPLD厂商的集成开发环境也带有一些综合工具，如Xilinx ISE中的XST等。
4)布局布线，综合的结果只是通用的门级网表，只是一些门与或非的逻辑关系，与芯片实际的配置情况还有差距。
此时应该使用FPGA/CPLD厂商提供的实现与布局布线工具，根据所选芯片的型号，进行芯片内部功能单元的实际连接与映射。
这种实现与布局布线工具一般要选用所选器件的生产商开发的工具，因为只有生产者最了解器件内部的结构，如在ISE的集成环境中完成实现与布局布线的工具是Flow Engine。
5)时序验证，其目的是保证设计满足时序要求，即setup/hold time符合要求，以便数据能被正确的采样。
时序验证的主要方法包括STA(Static Timing Analysis)和后仿真。
在后仿真中将布局布线的时延反标到设计中去，使仿真既包含门延时，又包含线延时信息。
这种后仿真是最准确的仿真，能较好地反映芯片的实际工作情况。
仿真工具与综合前仿真工具相同。
6)生成并下载BIT或PROM文件，进行板级调试。
在以上几个主要开发步骤当中，属于验证的有功能仿真和时序验证两个步骤，由于前仿真和后仿真涉及验证环境的建立，需要耗费大量的时间，而在STA中对时序报告进行分析也是一个非常复杂的事情，因此验证在整个设计流程中占用了大量的时间，在复杂的FPGA/IC设计中，验证所占的时间估计在60%～70%之间。
相比较而言，FPGA设计流程的其他环节由于需要人为干预的东西比较少，例如综合、布局布线等流程，基本所有的工作都由工具完成，设置好工具的参数之后，结果很快就可以出来，因此所花的时间精力要比验证少的多。
一般而言，在验证的几个内容中功能验证最受重视，研究讨论得最多，特别是现在FPGA/IC 设计都朝向SOC(System On Chip，片上系统) 的方向发展，设计的复杂都大大提高，如何保证这些复杂系统的功能是正确的成了至关重要的问题。
功能验证对所有功能进行充分的验证，
尽早地暴露问题，保证所有功能完全正确，满足设计的需要。
任何潜在的问题都会给后续工作作带来难以极大的困难，而且由于问题发现得越迟，付出的代价也越大，这个代价是几何级数增长的。
这里将以功能验证为主说明验证方法、工具、验证环境的建立。
做功能验证时，需要建立验证环境，以便对设计(DUT/DUV，Design Under Test/ Verification)施加特定的输入，然后对DUT的输出进行检查，确实其是否正确。
在实际验证工作中，一般采用由TESTBENCH 和DUT(design under test)组成的Verification体系，如图1所示。
这是验证系统普遍适用的模型，Testbench为DUT提供输入，然后监视输出，从而判断DUT 工作是否正确。
注意到这是一个封闭的系统，没有输入也没有输出。
验证工作的难度在于确定应该输入何种激励，相应的正确的输出应该是怎样的。
下一篇我们看个具体的例子。
关于时序分析的材料STA的意思是静态时序分析(Static Timing Analysis)，做FPGA设计时是必须的一个步骤，事实上大家一般都已经做了这一步，我们在FPGA加约束、综合、布局布线后，会生成时序分析报告(在ISE中可以运行Timing Analyzer生成详细的时序报告)，设计人员会检查时序报告、根据工具的提示找出不满足setup/hold time的路径，以及不符合约束的路径，这个过程就是STA。
细致全面的STA可以保证设计的时序符合要求，只要代码robust(综合结果符合设计原意)，可以省略后仿真。
功能仿真加STA(静态时序分析)并不能涵盖后仿真的作用，因为后仿真事实上有检验综合结果是否正确的作用，而功能仿真正确并不能保证综合结果和RTL设计人员的原意一样，综合器能正确综合的前提是RTL代码编写具有良好的代码风格，例如if-else语句完整、case 语句完整、组合逻辑敏感列表完整，只有在这样的条件下，综合结果才有保障，否则即使功能仿真正确，综合出来的电路的功能不一定正确。
对于综合过程出现的偏差，后仿真可以发现，因为后仿真实质上门级仿真，可以同时检验功能和时序是否正确，后仿真验证能保证实现结果是正确的。
后仿真的不足之处在于仿真速度比较慢，因此如果不想做后仿真，对FPGA 设计来说，可以做功能仿真、综合后仿真和STA，对IC设计可以做功能仿真、形式验证和STA。
另外需要注意的是，加时序约束要完整，因为STA根据时序约束做检查，如果约束不正确，STA结果就不准确。
经常会出现功能验证正确而后仿真结果不正确的问题，一般是由setup time/hold time不满足等时序问题引起的，说明在综合与布局布线过程中没有进行约束或者约束条件不完全，导致STA分析结果不准确、不完全。
例如设计存在两个时钟域，一个快、一个慢，附加约束时一般要最设计整体附加较松的约束，再对局部附加较紧的约束，然后再对慢时钟和快时钟之间的路径进行约束，这一般也是较紧的约束，如果忘了最后一部分约束，那么STA会认为设计人员对这部分路径没有要求，因而不分析这部分路径，这样即使这部分路径的延迟非常大，STA也不会提示错误，但是后仿真就会出现问题。
总而言之，对FPGA设计来说，只有正确地完成综合后仿真(以保证综合结果正确)和STA，才能省略后仿真，否则后仿真仍然是必要的。