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IP 介绍

简介

IP 核就是知识产权核或知识产权模块的意思，在 EDA 技术开发中具有十分重要的地位。美国著名的 Dataquest 咨询公司将半导体产业的 IP 定义为“用于 ASIC 或 FPGA 中的预先设计好的电路功能模块”。（转自百度百科）

简单理解 IP 核就是一个别人写好的模块，与 C 语言中的库函数一样，可以供使用者调用。

使用

以下以调用 Block Memory Generator 为例。

• 首先使用 Vivado 创建一个工程，在主界面的左侧边栏中点击 IP Catalog，会弹出 IP Catalog 界面，在 Search 处可以搜索需要的 IP，或者在 Vivado Repository 手动查找。

  

• 调用一个 Block Memory IP 核，双击选中的 IP 核，Block Memory 就是我们常说的 bram，可以用来作为指令和数据存储器。

  

• 双击之后会进入一个配置该模块的界面，在左上角的 Documentation 可以查看该 IP 手册，Component Name 可以为这个模块定义一个名字，方便调用，模块名下方的窗口就是对该模块进行具体配置界面。

  

• 配置 Block Memory 为一个指令存储器，如上图，选择 Memory Type 为 Single Port ROM 即单口只读存储器（数据存储器可以配置为 RAM）。在 Port A Options 选项卡中，可以配置端口数据宽度，以及数据深度，因为 MIPS 指令是定长 32 位，数据宽带定为 32，深度可以自定义，定为 1024 时该存储器大小就是 1024 Words，即 4KB。BRAM 读取访问是有延时的，当勾选上 Primitives Output Register 时延时是 2 Clock Cycle，不勾选是 1 Clock Cycle，一般不勾选。在 Other Options 选项卡中可以给该存储器配置 coe 文件，这样可以为该存储器初始化数据。

  

  

• 在 Summary 选项卡可查看最终配置情况总结。配置完备，点击 OK 即可。最终在 Source 目录可以看到该模块。此时这个模块跟你写的模块没有任何区别，只需按照他的接口要求来添加代码即可。

  

• 如何获取该模块接口信息？可以查看文档说明。另外一种方式是点击在 Source 目录点击 IP Source 找到该模块，展开 Instantiation Template 可以看到一个 inst_rom.veo 文件，双击该文件，在代码编辑区查看内容，其中的代码即是该模块调用示例。按照示例来调用该模块即可。

  

  

将模块封装为 IP

现在，假设写好了一个模块，那么是可以将该模块封装为 IP，封装为 IP 之后就可以供他人或自己再调用。

以下介绍如何将代码封装为 IP。以封装当前工程为例。

• 点击工具栏 Tools -> Create and Package New IP，在弹出框点击 Next。

  

• 之后，选择 Package Options 为 Package your current project 即封装当前工程。点击 Next。

  

• 之后是确定封装文件放置的目录。Package IP in the project 选择 Include .xci files。点击 Next，弹出界面点击 Finish。

  

• 之后会弹出 Package IP 标签页。

  • Identification 可查看并修改 IP 的相关信息。
  • Compatibility 标签下给出了这个 IP 可以支持的 FPGA 系列，默认是支持全部系列。
  • File Groups 中可以看到这个 IP 包含的文件。
  • Customization Parameters 是将 IP 设置为可配置，需要代码模块有可配置参数。
  • Ports and Interfaces 查看接口管脚信息。
  • Customization GUI 设计 IP 调用时的配置界面。
  • Review and Package 最终查看，点击 Package IP 来完成封装。

  

调用封装 IP

现在来调用上文封装的 IP。

• 新建一个工程，点击界面左侧的 Setting 弹出如下界面，选择 Project Setting -> IP -> Repository，点击 + 号，将上文封装 IP 时指定的封装文件放置目录添加进去，点击 OK。

  

• 完成上述操作之后，打开 IP Catalog，在 IP 目录会多出一个 User Repository，在其中可以找到刚才封装的模块。之后双击该模块就可以愉快的调用了。