階層デザイ ン
設計手法ガ イ ド
UG748 (v14.1) 2012 年 4 月 24 日
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改訂履歴
次の表に、 こ の文書の改訂履歴を示 し ます。 日付 バージ ョ ン 改訂内容 2011 年 3 月 1 日 13.1 • 「チームデザ イ ン フ ロ ー」 の章を追加 • 次に関する 新 し い情報を追加 • ブ ラ ッ ク ボ ッ ク ス のサポー ト • ImportTag • メ モ リ 量の削減方法 2011 年 7 月 6 日 13.2 • 「パーテ ィ シ ョ ンの ス テー ト 」 セ ク シ ョ ンにパーテ ィ シ ョ ンの ス テー ト をautoに設 定 し た場合の情報を追加 • 「プ ロ セ ッ サシ ス テ ムのパーテ ィ シ ョ ン」 セ ク シ ョ ン を追加 • 「 イ ン ポー ト す る パーテ ィ シ ョ ンの属性値について」 セ ク シ ョ ン を追加• 一部の機能が Virtex®-6、Spartan®-6、 お よ び 7 シ リ ーズ FPGA デバ イ ス でのみサ ポー ト さ れ る こ と を記述
• 「ImportTag 属性の設定」 セ ク シ ョ ンに Tcl コ ン ソ ールか ら の ImportTag 属性の設定 に関する 情報な ど、 新 し い情報を追加
• 「Preservation 属性の管理」 セ ク シ ョ ンで、 コ マ ン ド を [Implementation Settings] か ら [Specify Partitions] に修正 2011 年 10 月 19 日 13.3 • 「PXML フ ァ イ ルのエ ク ス ポー ト 」 セ ク シ ョ ンの最初の手順をわか り やす く 記述 • 「パーテ ィ シ ョ ンのエ ク ス ポー ト 」 セ ク シ ョ ンに PREV フ ァ イ ルの情報を追加 • 「最上位」 と 「 ト ッ プパーテ ィ シ ョ ン」 を明確に区別 • 「チーム メ ンバーブ ロ ッ ク を特定の領域に フ ロ アプ ラ ン」 セ ク シ ョ ンに情報を追加 2012 年 1 月 18 日 13.4 • 第
1
章 「パーテ ィ シ ョ ン」 に ス タ ッ ク ド シ リ コ ン イ ン タ ー コ ネ ク ト(SSI)
テ クノ ロ ジがザ イ リ ン ク スISE® Design Suiteでサポー ト さ れない と い う 情報を追加 2012 年 4 月 24 日 14.1 • 「 ト ッ プパーテ ィ シ ョ ンに含め る エ レ メ ン ト 」 セ ク シ ョ ン を追加 し 、 ト ッ プパーテ ィ
シ ョ ンに含め る 必要のあ る エ レ メ ン ト は STARTUP のみであ る こ と を説明
• 「プ ロ セ ッ サシ ス テ ムのパーテ ィ シ ョ ン」 セ ク シ ョ ンの名前を 「EDK ま たは System Generator シ ス テ ムのパーテ ィ シ ョ ン」 に変更
• 「EDK ま たは System Generator シ ス テ ムのパーテ ィ シ ョ ン」 セ ク シ ョ ン を追加 し 、 パーテ ィ シ ョ ン を個々のペ リ フ ェ ラ ルま たはブ ロ ッ ク にではな く シ ス テ ム全体に適 用する こ と を推奨
• 「KEEP_HIERARCHY (階層保持) 制約」 セ ク シ ョ ン を追加 し 、 パーテ ィ シ ョ ンデザ イ ンに こ の制約を使用 し ない こ と を推奨
改訂履歴. . . 3
第
1
章
:
パーテ ィ シ ョ ン
PXML フ ァ イ ル . . . 7 パーテ ィ シ ョ ン を使用する 状況の判断. . . 7 パーテ ィ シ ョ ン使用の利点 と 欠点. . . 8 パーテ ィ シ ョ ンの ス テー ト . . . 8 再 イ ンプ リ メ ン ト が必要なパーテ ィ シ ョ ンの変更. . . 9 再 イ ンプ リ メ ン ト が不要なパーテ ィ シ ョ ンの変更. . . 10 パーテ ィ シ ョ ンの保持レベル . . . 10 イ ンポー ト デ ィ レ ク ト リ . . . 11 異な る 階層への イ ンポー ト . . . 11 大型デザ イ ンの メ モ リ 使用量の管理. . . 12 ブ ラ ッ クボ ッ ク ス の使用法 . . . 13 パーテ ィ シ ョ ンの コ ン テ キ ス ト ルール . . . 16第
2
章
:
設計に関する考慮事項
最適化の制限. . . 19 BoundaryOpt 属性を使用 し た IP コ アの最適化. . . 22 デザ イ ンの構造 . . . 24 階層デザ イ ン フ ロ ーの有効活用. . . 25 配線情報の保持に関する 制限 . . . 28 パーテ ィ シ ョ ンの フ ロ アプ ラ ン . . . 29EDK ま たは System Generator シ ス テ ムのパーテ ィ シ ョ ン. . . 31
第
3
章
:
合成パーテ ィ シ ョ ン フ ロー
イ ン ク リ メ ン タ ル合成パーテ ィ シ ョ ンフ ロ ー. . . 33 ボ ト ム ア ッ プ合成パーテ ィ シ ョ ンフ ロ ー. . . 34 合成ツール. . . 35第
4
章
:
コ マ ン ド
ラ イ ン でのパーテ ィ シ ョ ン
フ ロー
ザ イ リ ン ク ス イ ンプ リ メ ン テーシ ョ ン ツール . . . 41 PXML フ ァ イ ル . . . 41 イ ンプ リ メ ン テーシ ョ ンの実行 . . . 44 パーテ ィ シ ョ ンのエ ク ス ポー ト . . . 45 パーテ ィ シ ョ ンの ス テー ト を import に変更 . . . 47 デザ イ ンでの反復作業. . . 47 パーテ ィ シ ョ ン を含むデザ イ ンでの SmartXplorer の使用 . . . 48 パーテ ィ シ ョ ンの削除 と 復元 . . . 49第
5
章
: PlanAhead
ツールでのパーテ ィ シ ョ ン
フ ロー
目次
パーテ ィ シ ョ ンの フ ロ アプ ラ ン . . . 55 パーテ ィ シ ョ ンデザ イ ンの合成. . . 55 パーテ ィ シ ョ ンデザ イ ンの イ ンプ リ メ ン ト. . . 55 パーテ ィ シ ョ ンのプ ロ モー ト . . . 57 パーテ ィ シ ョ ン属性の管理. . . 57 デザ イ ン実行の管理 . . . 59
第
6
章
:
デザイ ン保持フ ロー
イ ンプ リ メ ン テーシ ョ ンの ラ ン タ イ ム. . . 61 コ マ ン ド ラ イ ンでのデザ イ ン保持フ ロ ー. . . 62 PlanAhead ツールでのデザ イ ン保持フ ロ ー . . . 63 ネ ッ ト リ ス ト デザ イ ン保持フ ロ ー . . . 64第
7
章
:
チーム
デザイ ン
フ ロー
チームデザ イ ン フ ロ ーのチーム . . . 65 チームデザ イ ン フ ロ ーの概要 . . . 66 チームデザ イ ン フ ロ ーのセ ッ ト ア ッ プ. . . 67 チーム メ ンバーの役割 り . . . 72 チーム リ ーダーの役割 り . . . 75 すべてのパーテ ィ シ ョ ンデザ イ ンの設計に関す る 推奨事項. . . 79 チームデザ イ ン フ ロ ー特定の設計に関す る 推奨事項. . . 79 コ マ ン ド ラ イ ン フ ロ ー. . . 82 PlanAhead ツールフ ロ ー . . . 85 イ ン タ ーフ ェ イ ス タ イ ミ ン グ. . . 88第
8
章
:
パーテ ィ シ ョ ンのデバ ッ グ
イ ンプ リ メ ン テーシ ョ ンエ ラ ー. . . 91 イ ンポー ト する パーテ ィ シ ョ ンの属性値について. . . 95 BitGen の DRC エ ラ ー . . . 96 ChipScope のサポー ト . . . 96付録
A :
その他の リ ソ ース
ザ イ リ ン ク ス リ ソ ース . . . 81 ISE 資料. . . 81 PlanAhead ツール資料 . . . 82第
1
章
パーテ ィ シ ョ ン
注記 : ザ イ リ ン ク ス ISE® Design Suite では、 ス タ ッ ク ド シ リ コ ン イ ン タ ー コ ネ ク ト (SSI) テ ク ノ ロ ジはサポー ト さ れません。 こ のため、SSI は階層デザ イ ン フ ロ ーで も サポー ト さ れません。 階層デザ イ ン フ ロ ーでは、 デザ イ ン を 「パーテ ィ シ ョ ン」 と 呼ばれ る 小型のブ ロ ッ ク に分割 し ま す。 パーテ ィ シ ョ ンには、 次の よ う な特徴があ り ます。 • ザ イ リ ン ク ス ツールの階層デザ イ ン フ ロ ーの基本ブ ロ ッ ク です。 • 階層の境界を定義 し ます。 • 複雑なデザ イ ン を小型の作業 し やすいブ ロ ッ ク に分割 し ます。 • 階層モジ ュ ール イ ン ス タ ン ス の周囲に境界を作成 し 、 デザ イ ンのほかの部分か ら 分離 し ます。 • イ ンプ リ メ ン ト お よ びエ ク ス ポー ト し たパーテ ィ シ ョ ンは、 単純な コ ピー/ 貼 り 付け操作に よ り デザ イ ンに挿入で き 、 配置配線結果が保持 さ れます。
PXML
フ ァ イル
パーテ ィ シ ョ ンは、PXML フ ァ イ ルを使用 し て定義お よ び制御 し ます。 PXML フ ァ イ ル と は、 次の よ う な フ ァ イ ルです。 • xpartition.pxml と い う 名前が付いてい ます。 • ツールを実行す る と 読み込ま れます。 • 次の方法で作成で き ます。 • PXML テ ンプ レー ト を使用す る か、 ま たは使用せずに手動で作成 • PlanAhead™ デザ イ ン解析ツールを使用 し て作成 PXML フ ァ イ ルの作成については、第 4 章 「 コ マン ド ラ イ ンでのパーテ ィ シ ョ ン フ ロ ー」 を参照 し て く だ さ い。パーテ ィ シ ョ ン を使用する状況の判断
パーテ ィ シ ョ ンは、 パーテ ィ シ ョ ンが必要なモジ ュ ールにのみ使用 し て く だ さ い。 パーテ ィ シ ョ ン を過度に使用す る と 、 ラ ン タ イ ムが増加 し 、 パフ ォーマン ス が低下す る こ と があ り ます。 次の よ う なモジ ュ ールでは、 フ ラ ッ ト 最適化を使用 し た方が良い結果が得 ら れます。パーテ ィ シ ョ ン を設定す る のに適 し てい る のは、 次の も のです。 • 次の よ う な フ ァ ン ク シ ョ ンブ ロ ッ ク • DSP モジ ュ ール • EDK シ ス テ ム • 高パフ ォーマン ス コ ア • デバ イ ス に一緒に配置す る 必要のあ る ロ ジ ッ ク を含む イ ン ス タ ン ス • デザ イ ンガ イ ド ラ イ ンに従っ たモジ ュ ール
パーテ ィ シ ョ ン使用の利点 と 欠点
階層フ ロ ーには、 利点 と 欠点があ り ます。 パーテ ィ シ ョ ン を使用す る と 、 パーテ ィ シ ョ ンの境界を 越えた最適化は実行 さ れません。 その点を考慮 し てデザ イ ン を設計 し ない と 、 パーテ ィ シ ョ ン を使用す る こ と が タ イ ミ ン グ、 リ ソ ー ス使用量、 ラ ン タ イ ムに大 き く 影響を与え る 可能性があ り ます。 注意深 く 設計 し て も 、 最適化お よ び配置に関す る ほかの制限 も あ る ので、 リ ソ ース使用量が増加 し 、 タ イ ミ ン グが悪化す る 場合があ り ます。 適切に設計 さ れたデザ イ ンでは こ れ ら の影響は最小限に抑え ら れますが、 こ れ ら の制限を 念頭に置いてお く こ と は重要です。 パーテ ィ シ ョ ンの最適化への影響お よ び こ れ ら の影響を最小限に抑え る 設計方法については、第 2 章 「設計に関す る 考慮事項」 を参照 し て く だ さ い。パーテ ィ シ ョ ンのス テー ト
パーテ ィ シ ョ ンは、 その ス テー ト に よ っ て イ ンプ リ メ ン ト ま たは イ ン ポー ト で き ます。パーテ ィ シ ョ ンのス テー ト を
import
に設定
パーテ ィ シ ョ ン を初めて ISE Design Suite イ ンプ リ メ ン テーシ ョ ン ツールで実行す る 場合は、パー テ ィ シ ョ ンの ス テー ト を implement に設定 し ます。 イ ン プ リ メ ン テーシ ョ ン ツールには、 次の も のがあ り ます。 • NGDBuild • MAP • PAR
パーテ ィ シ ョ ンのエ ク スポー ト
イ ンプ リ メ ン テーシ ョ ンが完了 し た ら 、 パーテ ィ シ ョ ン を エ ク ス ポー ト し 、 今後の実行で結果を イ ン ポー ト で き ます。 エ ク ス ポー ト さ れた結果は、内部 ロ ジ ッ ク お よ びパーテ ィ シ ョ ン イ ン タ ーフ ェ イ ス が変更 さ れてい ない場合にのみ使用可能です。再イ ン プ リ メ ン ト が必要なパーテ ィ シ ョ ンの変更
パーテ ィ シ ョ ンのス テー ト を
auto
に設定
パーテ ィ シ ョ ンの ス テー ト をautoに設定で き ます。 autoに設定す る と 、NGDBuild で次の処理が実行 さ れます。 • 論理的に変更 さ れていないパーテ ィ シ ョ ンは イ ン ポー ト さ れます。 • 論理的に変更 さ れてい る パーテ ィ シ ョ ンは イ ンプ リ メ ン ト さ れます。 パーテ ィ シ ョ ンの ス テー ト をautoに設定す る 場合、 次の よ う な条件があ り ます。 • コ マ ン ド ラ イ ン フ ロ ーか ら のみサポー ト さ れます。 • ImportLocation属性を設定する 必要があ り ます。 ImportLocation 属性で指定す る デ ィ レ ク ト リ は最初の実行では空で も か ま い ませんが、 イ ン ポー ト す る パーテ ィ シ ョ ン が あ る 場合は、 イ ン プ リ メ ン ト さ れたパーテ ィ シ ョ ン がエ ク ス ポー ト さ れてい る デ ィ レ ク ト リ に設定す る 必要があ り ます。 • autoス テー ト は、NGDBuild で処理 さ れ る デザ イ ンへの論理的な変更のみに使用で き ます。 • LOC や AREA_GROUP 制約の変更な ど の物理的な変更は、マ ッ プの段階ま で処理 さ れま せん。 • その場合は、 ス テー ト をimplementに手動で変更する 必要があ り ます。再イ ン プ リ メ ン ト が必要なパーテ ィ シ ョ ンの変更
パーテ ィ シ ョ ン モジ ュ ールに変更を加え た場合、 そのパーテ ィ シ ョ ンの配置配線が最新ではな く な り 、変更 し たモジ ュ ールの再 イ ンプ リ メ ン ト が必要にな り ます。変更 し ていないパーテ ィ シ ョ ンは、 前回の実行結果を イ ン ポー ト で き ます。 パーテ ィ シ ョ ンに次の変更を加えた場合に、 再 イ ンプ リ メ ン ト が必要にな り ます。 • ハー ド ウ ェ ア記述言語 (HDL) コ ー ド の変更 • パーテ ィ シ ョ ンに関連 し たネ ッ ト リ ス ト が変更 さ れ る 変更 • パーテ ィ シ ョ ンに関連す る 次の よ う な物理制約の変更 (state=autoでは処理 さ れない) • AREA_GROUP • LOC • 次の よ う な タ ーゲ ッ ト アーキ テ ク チ ャ の変更 • デバ イ ス • パ ッ ケージ • ス ピー ド グ レー ド • パーテ ィ シ ョ ンに接続 さ れた ChipScope™ Analyzer コ アの追加お よ び接続の変更 • パーテ ィ シ ョ ン イ ン ターフ ェ イ ス の コ ン テ キ ス ト の変更 こ の章の 「パーテ ィ シ ョ ンの コ ン テキ ス ト ルール」 を参照 し て く だ さ い。 エ ク ス ポー ト さ れたパーテ ィ シ ョ ンのア ッ プデー ト が必要な場合は、 パーテ ィ シ ョ ンの ス テー ト を再イ ン プ リ メ ン ト が不要なパーテ ィ シ ョ ンの変更
次の よ う なパーテ ィ シ ョ ンの変更では、 再 イ ンプ リ メ ン ト は必要あ り ません。 • ロ ジ ッ ク の物理 ロ ケーシ ョ ンに影響 し ない制約の変更 例 : TIMESPEC • イ ンプ リ メ ン テーシ ョ ンオプシ ョ ンの変更 例 : par -xeパーテ ィ シ ョ ンの保持レ ベル
パーテ ィ シ ョ ン を使用す る と 、 以前の結果を イ ン ポー ト す る こ と に よ り 実行結果を保持で き ます。 パーテ ィ シ ョ ン を イ ン ポー ト す る 際、 次を実行で き ます。 • 保持レベルを指定 し ます。 デフ ォ ル ト では、 配置配線が 100% 保持 さ れます。 • デフ ォ ル ト を次を保持す る よ う 変更 し ます。 • 配置結果 配線は変更 さ れ る 場合があ り ます。 • 合成結果 配置お よ び配線が変更 さ れ る 場合があ り ます。 • 保持レベルに基づいて、 次の目的で多少の変更を加え ます。 • タ イ ミ ン グの向上 • 配置ま たは配線の競合の解決 イ ン ポー ト す る パーテ ィ シ ョ ンに対 し ては、 保持レベルにかかわ ら ず、 まずすべての配置配線 情報が コ ピー さ れます。 保持レベルは、 イ ンプ リ メ ン テーシ ョ ン ツールで イ ン ポー ト さ れた配置配線を どれだけ変更で き る かを指定す る も のです。 保持レベルを緩和する と デバ イ ス リ ソ ース が解放 さ れ、 イ ンプ リ メ ン テー シ ョ ンツールでほかのパーテ ィ シ ョ ン を よ り 柔軟に配置配線で き る よ う にな り ます。 保持レベルは、 次の よ う に適用 さ れます。 • パーテ ィ シ ョ ン ご と に設定で き ます。 • イ ン ポー ト す る パーテ ィ シ ョ ンのみに適用 さ れます。 タ イ ミ ン グ ク リ テ ィ カルなパーテ ィ シ ョ ン モジ ュ ールで タ イ ミ ン グが満た さ れ、 変更す る 予定が ない場合は (IP コ アな ど)、 配線ま で を保持す る のが適切です。 パーテ ィ シ ョ ンが タ イ ミ ン グ ク リ テ ィ カルでな く 、 タ イ ミ ン グが満た さ れていない場合は、 保持レ ベルを緩和 し て ツールで ソ リ ュ ーシ ョ ンが よ り 柔軟に見つけ ら れ る よ う に し ます。 パーテ ィ シ ョ ン を使用す る 目的が検証時間の短縮であ る 場合は、 常に保持レベルを配線に設定 し て く だ さ い。 次の目的で保持レベルを変更す る 必要があ る 場合は、 パーテ ィ シ ョ ン を再検証 し て く だ さ い。 • タ イ ミ ン グ を満たす。 • デザ イ ンのほかの部分の配線を完了す る 。 パーテ ィ シ ョ ン を フ ロ アプ ラ ンす る と 、 保持レベルを緩和す る 必要がな く な る こ と があ り ます。イ ンポー ト デ ィ レ ク ト リ
イ ンポー ト
デ ィ レ ク ト リ
パーテ ィ シ ョ ン を イ ン ポー ト す る 際は、 エ ク ス ポー ト し た結果の場所を指定す る 必要があ り ます。 イ ンプ リ メ ン ト さ れたデザ イ ン を エ ク ス ポー ト す る と 、 デザ イ ンに含まれ る すべてのパーテ ィ シ ョ ンがエ ク ス ポー ト さ れます。 チームデザ イ ンや順次構築す る フ ロ ーでは、 複数の場所ま たは複数のエ ク ス ポー ト デザ イ ンか ら パーテ ィ シ ョ ン を イ ン ポー ト で き ます。異な る階層へのイ ンポー ト
パーテ ィ シ ョ ンは、 イ ンプ リ メ ン ト し た元の階層 と は異な る 階層に イ ン ポー ト で き ます。 異な る 階層レベルにパーテ ィ シ ョ ン を イ ン ポー ト す る には、PXML フ ァ イ ルでImportTag属性を 使用 し ます。 こ の属性は、 次の よ う な場合に使用で き ます。 • 同 じ デザ イ ンのバ リ エーシ ョ ン間で最上位ブ ロ ッ ク の名前が変更 さ れてい る (Top、Top2 な ど) • パーテ ィ シ ョ ンが次の よ う な場合 • その他の ロ ジ ッ ク は最小限で イ ンプ リ メ ン ト さ れてい る (ク ロ ッ ク お よ び I/O を含む最 上位)。 • 階層が変更 さ れ る デザ イ ン全体に追加 さ れてい る 。 • パーテ ィ シ ョ ンが ま っ た く 異な る 階層に イ ン ポー ト さ れ る 。 パーテ ィ シ ョ ンの入力お よ び出力 への接続は、 一定 し てい る 必要があ り ます。 ImportTag属性には、 次の よ う な特徴があ り ます。 • 次の ツールでサポー ト さ れます。• XST (Xilinx Synthesis Technology) 合成ツール • ISE Design Suite イ ンプ リ メ ン テーシ ョ ンツール • 次の方法で定義で き ます。
• 次で手動で
- PXML フ ァ イ ル - コ マン ド ラ イ ン フ ロ ー • PlanAhead ツールで属性を使用
PlanAhead ツールでImportTag属性を設定する 方法については、第 5 章 「PlanAhead ツールでの
パーテ ィ シ ョ ン フ ロー」 を参照 し て く だ さ い。 ImportTag属性には、 値 と し て イ ン ポー ト する 元のパーテ ィ シ ョ ン を指定 し ます。 新 し い階層は、 パーテ ィ シ ョ ン名で定義 さ れます。 次の よ う に定義 さ れ、 イ ンプ リ メ ン ト さ れた元のパーテ ィ シ ョ ンがあ る と し ます。 Partition Name=”/iptop/ip” こ のパーテ ィ シ ョ ン を エ ク ス ポー ト し 、 新 し いデザ イ ンで次の名前で使用す る と し ます。
大型デザイ ンの メ モ リ 使用量の管理
パーテ ィ シ ョ ン を使用す る と 、 通常合計ピー ク メ モ リ 使用量が増加 し ます。 ほ と ん ど の場合、 こ の 増加はたい し た量ではあ り ませんが、 ス ラ イ ス数が 100,000 以上の大型デザ イ ンでは、 メ モ リ 使用 量が著 し く 増加す る 可能性があ り ます。 こ の増加は、 パーテ ィ シ ョ ンの イ ン ポー ト 元であ る ネ ッ ト リ ス ト 制約定義 (NCD) フ ァ イ ルのサ イ ズが原因です。 複数のパーテ ィ シ ョ ン を含むデザ イ ンでは、 次の方法を使用す る と メ モ リ 使用量の増加を抑え る こ と がで き ます。 • パーテ ィ シ ョ ン を ブ ラ ッ ク ボ ッ ク ス と し て定義する • 最小限の ロ ジ ッ ク を使用 し てパーテ ィ シ ョ ン を定義す るパーテ ィ シ ョ ン を ブ ラ ッ ク
ボ ッ ク ス と し て定義する
合成お よ び イ ンプ リ メ ン テーシ ョ ンで、 パーテ ィ シ ョ ン を ブ ラ ッ ク ボ ッ ク ス と し て定義で き ます。パーテ ィ シ ョ ン を ブ ラ ッ ク
ボ ッ ク ス と し て定義 し た場合の利点
1 つのパーテ ィ シ ョ ンに ロ ジ ッ ク が含まれてお り 、 その他のパーテ ィ シ ョ ン をブ ラ ッ ク ボ ッ ク ス と し て定義 し た場合にデザ イ ン を イ ンプ リ メ ン ト す る と 、 次の よ う にな り ます。 • 生成 さ れ る NCD フ ァ イ ルのサ イ ズが小 さ く な り ます。 • デザ イ ンに含まれ る ロ ジ ッ ク 数が少な く な り ます。 • 通常、 ラ ン タ イ ムが短縮 さ れます。 • イ ンプ リ メ ン テーシ ョ ンツールでデザ イ ンの一部分のみが処理 さ れ る ので、パーテ ィ シ ョ ン内 の タ イ ミ ン グが向上す る 場合があ り ます。 ブ ラ ッ ク ボ ッ ク ス と し て定義す る 部分を増やす と 、 次の よ う にな り ます。 • 生成 さ れ る NCD フ ァ イ ルのサ イ ズが小 さ く な り ます。 • イ ン ポー ト 時の メ モ リ 使用量を よ り 削減で き ます。 こ のプ ロ セ ス を繰 り 返 し てすべてのパーテ ィ シ ョ ン を イ ンプ リ メ ン ト し 、 それぞれの場所にエ ク ス ポー ト し て、 最終的な実行でそれ ら の場所か ら 各パーテ ィ シ ョ ン を イ ン ポー ト し ます。 こ の方法は、第 7 章 「チームデザ イ ンフ ロ ー」 で説明 さ れてい る フ ロ ー と 似てい ます。パーテ ィ シ ョ ン を ブ ラ ッ ク
ボ ッ ク ス と し て定義 し た場合の欠点
パーテ ィ シ ョ ン を ブ ラ ッ ク ボ ッ ク ス と し て定義す る と 、 最終的にデザ イ ン を アセ ン ブル し た と き に、 パーテ ィ シ ョ ンの イ ン タ ーフ ェ イ ス の タ イ ミ ン グが満た さ れない こ と があ り ます。 1 つのパーテ ィ シ ョ ン を イ ンプ リ メ ン ト す る と き にほかのパーテ ィ シ ョ ンはブ ラ ッ クボ ッ ク ス と し て定義 さ れてい る ので、欠けてい る ロ ジ ッ ク に接続 さ れてい る タ イ ミ ン グパ ス に既存の制約が適用 さ れ ません。 ブ ラ ッ ク ボ ッ ク ス モジ ュ ールへの接続は存在 し ますが、LUT1 と し て イ ンプ リ メ ン ト さ れ る プ ロ キ シロ ジ ッ ク に接続 さ れます。 プ ロ キ シロ ジ ッ ク に入出力す る パ ス の タ イ ミ ン グ制約は、 次を使用 し て作成で き ます。 • FROM:TO • TPSYNC ま たは PPS ブ ラ ッ ク ボ ッ ク ス モジ ュ ールのプ ロ キ シ ロ ジ ッ ク に対す る 制約例は、「ブ ラ ッ ク ボ ッ ク ス の使用 法」 を参照 し て く だ さ い。ブ ラ ッ ク ボ ッ ク スの使用法
最小限のロ ジ ッ ク を使用 し てパーテ ィ シ ョ ン を定義する
プ ロ キ シ ロ ジ ッ ク と ブ ラ ッ ク ボ ッ ク ス モジ ュ ールを使用す る 方法のほかに、 最小限の ロ ジ ッ ク を 使用 し てパーテ ィ シ ョ ン を定義す る 方法 も あ り ます。 必要な ロ ジ ッ ク は、 既存の制約を使用し て現実的な タ イ ミ ング結果を得る ために必要な イ ン ターフ ェ イ ス接続です。 入力および出力がレ ジ ス タ を介する よ う にする と 、 通常 こ の要件は満た さ れます。 イ ンプ リ メ ン ト さ れ る パーテ ィ シ ョ ン以外のパーテ ィ シ ョ ンには最小限の ロ ジ ッ ク し か含まれてい ないので、 次の よ う にな り ます。 • 生成 さ れ る NCD フ ァ イ ルのサ イ ズが完全なデザ イ ン よ り かな り 小 さ く な り ます。 • メ モ リ 使用量が減少 し ます。 イ ン タ ーフ ェ イ ス の タ イ ミ ン グは次の よ う にな り ます。 • よ り 正確 • 最終デザ イ ン を アセンブル し た と き に QoR が向上 イ ン タ ーフ ェ イ ス ロ ジ ッ ク を供給する と 、 次の よ う にな り ます。 • 追加の設計時間が必要にな り ます。 • プ ロ キ シロ ジ ッ ク を使用す る 方法 よ り も 適切です。 • ほかのパーテ ィ シ ョ ンへの イ ン タ ーフ ェ イ ス タ イ ミ ン グが正確な も のにな る ので、 アセンブ リ 時の結果を予測 し やす く な り ます。ブ ラ ッ ク
ボ ッ ク スの使用法
ISE Design Suite では、合成か ら イ ンプ リ メ ン テーシ ョ ン ま ででブ ラ ッ ク ボ ッ ク ス パーテ ィ シ ョ ン がサポー ト さ れます。 XST イ ン ク リ メ ン タ ルフ ロ ーを使用す る 場合は、 次の よ う にな り ます。 • PXML フ ァ イ ルを使用 し てパーテ ィ シ ョ ン を定義 し ます。 • パーテ ィ シ ョ ン を ブ ラ ッ ク ボ ッ ク スモジ ュ ールに追加で き ます。 ポー ト の幅 と 方向を定義す る モジ ュ ールま たは コ ン ポーネ ン ト 宣言のみが必要です。
ブ ラ ッ ク
ボ ッ ク スがサポー ト さ れる状況
ブ ラ ッ ク ボ ッ ク ス イ ン ス タ ン ス が PXML フ ァ イ ルでパーテ ィ シ ョ ン と し て定義 さ れていれば、 ブ ラ ッ ク ボ ッ ク ス は イ ンプ リ メ ン テーシ ョ ンでサポー ト さ れます。 こ れは、 次の場合に有益です。 • チームデザ イ ン チーム メ ンバーのブ ロ ッ ク が定義 さ れてお ら ず、 使用で き ない場合 詳細は、第 7 章 「チームデザ イ ンフ ロ ー」 を参照 し て く だ さ い。 • メ モ リ 量削減手法 複数の小型の NCD フ ァ イ ルを使用 し て個々のパーテ ィ シ ョ ン をエ ク ス ポー ト す る 場合• 順次構築手法 パーテ ィ シ ョ ン を 1 つずつ追加す る こ と で、イ ンプ リ メ ン テーシ ョ ン ツールでデザ イ ンの一部 分のみが集中 し て処理 さ れます。 こ れは、チームデザ イ ン フ ロ ーを順次処理す る 手法 と 考え る こ と がで き ます。 詳細は、第 7 章 「チームデザ イ ンフ ロ ー」 を参照 し て く だ さ い。
警告 メ ッ セージ
ブ ラ ッ ク ボ ッ ク ス パーテ ィ シ ョ ン を含むデザ イ ン を イ ンプ リ メ ン ト す る と 、NGDBuild で次の よ う な警告 メ ッ セージが表示 さ れます。WARNING:NgdBuild:1419 - Could not resolve Partition block 'top/u0'. This might be legal if you are implementing the Partition as a
blackbox.If it is not a blackbox, you should check that the Partition's module file, 'u0.ngc' or 'u0.edf' (or another valid EDIF extension, exists and is properly set up in a search path (see the -sd option.
パーテ ィ シ ョ ン
イ ン プ リ メ ン テーシ ョ ンのス テー タ ス
NGDBuild レ ポー ト (.bld) の 「Partition Implementation Status」 (パーテ ィ シ ョ ン イ ン プ リ メ ン テーシ ョ ン ス テー タ ス) セ ク シ ョ ンに、 ブ ラ ッ ク ボ ッ ク ス モジ ュールに関す る情報 も 含まれます。
Partition Implementation Status Preserved Partitions:
Implemented Partitions: Partition "/eth_aggregator": Attribute STATE set to IMPLEMENT.
Partition "/top/u0" (Black Box Module): Attribute STATE set to IMPLEMENT.
---プ ロキシ
ロ ジ ッ ク
パーテ ィ シ ョ ン が空にな る の を回避す る ため、NGDBuild に よ り ク ロ ッ ク ポー ト 以外のパーテ ィ シ ョ ンポー ト にプ ロ キ シ ロ ジ ッ ク (LUT1) が追加 さ れ ます。 タ イ ミ ン グ ク ロ ージ ャ のため、 最終 的には こ のブ ラ ッ ク ボ ッ ク スモジ ュ ールを実際の ロ ジ ッ ク に置換す る こ と をお勧め し ます。 こ のプ ロ キ シ ロ ジ ッ ク に、TPSYNC ま たは PPS タ イ ム グループ を使用 し て FROM:TO 制約を適 用で き ます。 デザ イ ンに よ っ て、 こ れ ら の制約には次の制約例の一部ま たはすべてが含まれます。 TIMESPEC TS_FFS2PPS = FROM FFS TO PPS 3 ns; TIMESPEC TS_PPS2FFS = FROM PPS TO FFS 3 ns; TIMESPEC TS_PPS2PPS = FROM PPS TO PPS 3 ns; 次の制約 も 使用で き ます。 • ブ ロ ッ ク RAM や I/O ロ ジ ッ ク な ど のその他の同期エン ド ポ イ ン ト を使用 し た TO ま たは FROM 制約 • パーテ ィ シ ョ ン ご と に PPS タ イ ムグループが作成 さ れたパーテ ィ シ ョ ン特定の制約 TIMEGRP “PPS_TM1” = PPS(u1/*); TIMESPEC TS_FFS2PPS_TM1 = FROM FFS TO PPS_TM1 3 ns;ブ ラ ッ ク ボ ッ ク スの使用法 こ のプ ロ キ シロ ジ ッ ク は、 次の よ う にな り ます。 • 実際の ロ ジ ッ ク のプ レース ホルダー と し て挿入 さ れます。 • 最終デザ イ ンには含まれません。
ブ ラ ッ ク
ボ ッ ク スがサポー ト さ れない状況
専用接続が関係す る 場合は、 ブ ラ ッ ク ボ ッ ク ス はサポー ト さ れません。 た と えば、 パーテ ィ シ ョ ンモジ ュ ールに、 ト ッ プパーテ ィ シ ョ ンの専用 I/O サ イ ト に接続 さ れ る ギガ ビ ッ ト ト ラ ン シーバー (GT) が含まれ る 場合、 こ の イ ン ス タ ン ス をブ ラ ッ ク ボ ッ ク ス にす る こ と はで き ません。 専用接続の両方のエン ド ポ イ ン ト (こ の例の場合は I/O と GT) が同 じ パーテ ィ シ ョ ンに含まれてい る こ と が必要です。 こ の例の場合、 次のいずれかの方法 を使用す る と パーテ ィ シ ョ ン を ブ ラ ッ ク ボ ッ ク ス にす る こ と がで き ます。 • GT を ト ッ プパーテ ィ シ ョ ンに移動 し ます。 • I/O バ ッ フ ァ ーお よ びパ ッ ド を子パーテ ィ シ ョ ン内に配置 し ます。ブ ラ ッ ク
ボ ッ ク ス を含むデザイ ンの合成 と イ ン プ リ メ ン テーシ ョ ン
ブ ラ ッ ク ボ ッ ク ス を含むデザ イ ン を合成お よ び イ ンプ リ メ ン ト する 場合、デザ イ ンの一部は存在 し ません。 こ れに よ り 、 予測 さ れない結果が発生す る こ と があ り ます。 ブ ラ ッ ク ボ ッ ク ス を使用す る 際は、 次の推奨事項に従っ て く だ さ い。 • グ ロ ーバルク ロ ッ クバ ッ フ ァ ーを最上位に イ ン ス タ ン シエー ト • I/O バ ッ フ ァ ーを下位パーテ ィ シ ョ ンに イ ン ス タ ン シエー ト し ないグ ローバル
ク ロ ッ ク
バ ッ フ ァ ーを最上位に イ ン ス タ ン シ エー ト
グ ロ ーバル ク ロ ッ ク バ ッ フ ァ ーを最上位に イ ン ス タ ン シエー ト し ま す。 合成ツールで推論 さ れな い よ う に し て く だ さ い。 グ ロ ーバル ク ロ ッ ク バ ッ フ ァ ーを最上位に イ ン ス タ ン シエー ト し ない場合、 次の よ う な結果を招 く 可能性があ り ます。 • グ ロ ーバルク ロ ッ ク が使用 さ れない。 • ク ロ ッ ク ネ ッ ト に複数のグ ロ ーバルバ ッ フ ァ ーが配置 さ れ る 。I/O
バ ッ フ ァ ー を下位パーテ ィ シ ョ ン に イ ン ス タ ン シ エー ト し ない
I/O バ ッ フ ァ ーを下位パーテ ィ シ ョ ンに イ ン ス タ ン シエー ト し ないで く だ さ い。I/O バ ッ フ ァ ーを下 位パーテ ィ シ ョ ンに イ ン ス タ ン シエー ト す る と 、バ ッ フ ァ ーが ト ッ プパーテ ィ シ ョ ンに も 推論 さ れ た場合に、1 つのネ ッ ト に複数の I/O バ ッ フ ァ ーが存在す る こ と にな り ます。 こ れ ら の推奨事項に従 う こ と がで き ない場合は、 BUFFER_TYPE=NONEを使用 し てバ ッ フ ァ ー (グ ロ ーバルま たは I/O) がいつ推論 さ れ る か を制御 し て く だ さ い。 BUFFER_TYPEの詳細は、 次を参照 し て く だ さ い。パーテ ィ シ ョ ンのコ ン テキス ト
ルール
「 コ ン テ キ ス ト 」 と は、 パーテ ィ シ ョ ンの周囲の ロ ジ ッ ク を表 し ます。 あ る コ ン テキ ス ト で イ ンプ リ メ ン ト し たパーテ ィ シ ョ ン を別の コ ン テキ ス ト のデザ イ ンに イ ン ポー ト す る と 、 エ ラ ーが発生す る 可能性があ り ます。コ ン テキス ト の変更が許容 さ れる状況
通常、パーテ ィ シ ョ ンの イ ンプ リ メ ン テーシ ョ ン と イ ンポー ト の両方に汎用配線を使用 し ていれば、 コ ン テキ ス ト の変更は許容 さ れます。 次の よ う な例があ る と し ます。 イ ンプ リ メ ン ト さ れたパーテ ィ シ ョ ンに レ ジ ス タ が含まれてお り 、 その レ ジ ス タ が親に含まれ る 別の レ ジ ス タ に接続 さ れてい ます。 イ ン ポー ト す る と 、 パーテ ィ シ ョ ン内の レ ジ ス タ が親パーテ ィ シ ョ ン の LUT に接続 さ れ ます。 こ れ ら の 2 つの コ ン テ キ ス ト に配置ま たは配線の制限はあ り ません。コ ン テキス ト の変更が許容 さ れない状況
次の条件が両方満た さ れ る 場合、 コ ン テキ ス ト の変更は許容 さ れません。 • パーテ ィ シ ョ ン内の ロ ジ ッ ク がパーテ ィ シ ョ ン外の ロ ジ ッ ク と 通信す る 。 • 汎用配線が使用 さ れていない。子パーテ ィ シ ョ ンの再イ ン プ リ メ ン ト
子パーテ ィ シ ョ ンに次の も のが含ま れてい る と 、 コ ン テキ ス ト が変更 さ れた場合に子パーテ ィ シ ョ ンの再 イ ンプ リ メ ン ト が必要にな り ます。 • 汎用レ ジ ス タ • ク ロ ッ キ ン グモジ ュ ール • ISERDES ブ ロ ッ ク • 専用接続を持つブ ロ ッ ク汎用レ ジ ス タ
親パーテ ィ シ ョ ンの IBUF で駆動 さ れてい る 、 IOB=FORCE属性が設定 さ れた汎用レ ジ ス タ フ リ ッ プ フ ロ ッ プは IOB にパ ッ ク さ れます。 イ ンポー ト す る と 、 こ の レ ジ ス タ が親パーテ ィ シ ョ ン の別の ロ ジ ッ ク (LUT な ど) で駆動 さ れ、 IOB=FORCEが削除 さ れます。ク ロ ッ キン グ
モ ジ ュ ール
CLKIN が 親パー テ ィ シ ョ ン の PLL_ADV で駆動 さ れ る 、DCM_ADV な ど の ク ロ ッ キ ン グ モ ジ ュ ール
イ ン ポー ト す る と 、DCM_ADV が PLL 以外の も ので駆動 さ れます。 こ れは、 親パーテ ィ シ ョ ンで CLKIN の ド ラ イ バーが IBUF (IBUFG、IBUFGDS な ど) か ら IBUF 以外の も のに変更 さ れ る か ら です。
パーテ ィ シ ョ ンの コ ン テキス ト ルール
ISERDES
ブ ロ ッ ク
親パーテ ィ シ ョ ンの IODELAY ブ ロ ッ ク で駆動 さ れ る ISERDES ブ ロ ッ ク イ ン ポー ト す る と 、ISERDES が IODELAY 以外の も ので駆動 さ れます。専用接続を持つブ ロ ッ ク
親パーテ ィ シ ョ ンの ロ ジ ッ ク (IPAD/OPAD) への専用接続 (GT ブ ロ ッ ク の RX/TX ピ ン) を持つブ ロ ッ ク イ ン ポー ト す る と 、RX/TX ピ ンが専用 IPAD/OPAD 接続以外の も ので駆動 さ れます。 ブ ロ ッ ク と その専用接続は、1 つのパーテ ィ シ ョ ン に含め る こ と をお勧め し ます。GT ブ ロ ッ ク を 親パーテ ィ シ ョ ンに移動す る か、IPAD/OPAD を子パーテ ィ シ ョ ンに移動 し て く だ さ い。第
2
章
設計に関する考慮事項
階層デザ イ ン フ ロ ーを使用す る か ど う かは、 タ イ ミ ン グ ク ロ ージ ャ での問題や結果に一貫性がな いな ど の問題が発生 し てか ら ではな く 、 設計の初期段階で決定 し ます。 階層デザ イ ン フ ロ ーの利点を最大限に活用す る には、 次の事項を考慮 し て く だ さ い。 • デザ イ ンの論理お よ び物理レ イ ア ウ ト • HDL コ ーデ ィ ン グ ガ イ ド ラ イ ン • フ ロ アプ ラ ン制約の使用最適化の制限
パーテ ィ シ ョ ンに よ り 境界が作成 さ れ る ため、 最適化に次の よ う な制限が発生 し ます。 • パーテ ィ シ ョ ンの境界を越えた最適化は実行 さ れない • パーテ ィ シ ョ ンの入力に供給 さ れ る 定数 • パーテ ィ シ ョ ンの未接続の出力は最適化 さ れない • 1 つのパーテ ィ シ ョ ンの ロ ジ ッ ク を別のパーテ ィ シ ョ ンの ロ ジ ッ ク にパ ッ ク で き ない デザ イ ンにパーテ ィ シ ョ ン を 1 つ追加 し ただけで、 すべての イ ン ス タ ン ス がパーテ ィ シ ョ ンの一部 にな り ます。 パーテ ィ シ ョ ン と し て指定 さ れていない イ ン ス タ ン スは、 最上位パーテ ィ シ ョ ンの一 部 と な り ます。パーテ ィ シ ョ ンの境界を越えた最適化は実行 さ れない
パーテ ィ シ ョ ンの境界を越えた最適化は実行 さ れません。 こ の制限には、 次の も のの間の最適化が 含まれます。 • 親パーテ ィ シ ョ ン と 子パーテ ィ シ ョ ン • 2 つの子パーテ ィ シ ョ ン フ ラ ッ ト デザ イ ン と 比較 し た場合、 こ の最適化の制限が次の も のに影響 し ます。 • タ イ ミ ン グ • リ ソ ース使用率 • 消費電力次に、 最適化の制限の例を示 し ます。 • 1 つのパーテ ィ シ ョ ンの組み合わせ ロ ジ ッ ク を別のパーテ ィ シ ョ ンの組み合わせ ロ ジ ッ ク と 結 合 し て最適化す る こ と はで き ません。 • パーテ ィ シ ョ ン間では リ ソ ース の共有は実行 さ れません。 複数の イ ン ス タ ン ス に含まれ る 共通 ロ ジ ッ ク を共有 し て最適化す る には、 それ ら の イ ン ス タ ン ス を 1 つのパーテ ィ シ ョ ンに含め る 必要があ り ます。 ロ ジ ッ ク を特定の組み合わせで使用す る こ と に よ り 、 ツールで特定のハー ド ウ ェ ア機能を利用 し た デザ イ ンが生成 さ れ る よ う にす る こ と がで き ます。 • ブ ロ ッ ク RAM を フ リ ッ プ フ ロ ッ プに直接接続す る と 、 ブ ロ ッ ク RAM 専用の レ ジ ス タ が使用 さ れます。 • DSP を フ リ ッ プ フ ロ ッ プに接続す る と 、DSP 内に フ リ ッ プ フ ロ ッ プが取 り 込まれ、 よ り 高速 のパ イ プ ラ イ ン DSP が作成 さ れます。 こ れ ら のエ レ メ ン ト の間にパーテ ィ シ ョ ンの境界があ る と 、 こ れ ら のパフ ォーマン ス最適化は実行 さ れません。 最適化が実行 さ れ る よ う にす る には、 こ れ ら のエ レ メ ン ト を 1 つのパーテ ィ シ ョ ンに 含め る 必要があ り ます。
パーテ ィ シ ョ ンの入力に供給 さ れる定数
最適化で削除 さ れ る こ と を目的 と し てパーテ ィ シ ョ ンの入力を定数値に固定 し てい る 場合、 こ の定 数はパーテ ィ シ ョ ンの境界を越え てパーテ ィ シ ョ ンに挿入で き ないので、最適化は実行 さ れません。 こ の状態は、 コ ア ま たはモジ ュ ールの特定の機能を イ ネーブルま たはデ ィ ス エーブルにす る ために 定数を使用 し てい る 場合に発生 し ます。 モジ ュ ールの ロ ジ ッ ク を ポー ト を介 し て制御す る こ と はお勧め し ません。 次の方法を使用す る こ と をお勧め し ます。 • パ ラ メ ー タ ーま たは属性を使用す る 。 • パ ッ ケージフ ァ イ ルを含め る 。パーテ ィ シ ョ ンの未接続の出力は最適化 さ れない
パーテ ィ シ ョ ンの未接続の出力は最適化 さ れません。 パーテ ィ シ ョ ンの出力が何 も 駆動 し ていない 場合、 ソ ース ロ ジ ッ ク はフ ラ ッ ト フ ロ ーでの よ う には最適化 さ れません。1
つのパーテ ィ シ ョ ンのロ ジ ッ ク を別のパーテ ィ シ ョ ンのロ ジ ッ ク にパ ッ ク で
き ない
1 つのパーテ ィ シ ョ ン の ロ ジ ッ ク は、 別のパーテ ィ シ ョ ン の ロ ジ ッ ク にはパ ッ ク で き ません。 こ の 制限は、フ リ ッ プ フ ロ ッ プ と LUT の比率が大き く 異な る 場合に リ ソ ース使用率に影響 し ます。パー テ ィ シ ョ ン内の組み合わせ ロ ジ ッ ク が最終的に フ リ ッ プ フ ロ ッ プにな る 出力を駆動 し てい る 場合、 LUT はフ リ ッ プ フ ロ ッ プ と 共にパ ッ ク で き ません。最適化の制限
パーテ ィ シ ョ ン を設定する イ ン ス タ ン スの制限
次の よ う な イ ン ス タ ン スはパーテ ィ シ ョ ンに設定で き ません。 • モジ ュ ールま たはエン テ ィ テ ィ が、 独自の HDL フ ァ イ ルで定義 さ れていない。 • イ ン ス タ ン ス名が変更す る 可能性があ る (イ ン ス タ ン ス名がパ ラ メ ー タ ーま たはジ ェ ネ レー ト 文に基づいてい る 場合)。ア ク テ ィ ブ
Low
の制御セ ッ ト
注記 : 次の説明では リ セ ッ ト を例 と し て使用 し てい ますが、 同 じ 概念は ク ロ ッ ク イ ネーブルに も 適 用 さ れます。 制御ピ ン (リ セ ッ ト ま たは ク ロ ッ ク イ ネーブル) には ロ ーカルイ ンバー タ ーはあ り ません。パーテ ィ シ ョ ン を含ま ないデザイ ン
パーテ ィ シ ョ ン を含ま ないデザ イ ンでア ク テ ィ ブ Low リ セ ッ ト を使用する と 、LUT を使用 し て信 号が反転 さ れます。 • ア ク テ ィ ブ Low の リ セ ッ ト1 つま たは複数の LUT が推論 さ れます。 こ れ ら を 1 つの LUT に結合 し 、I/O エ レ メ ン ト に挿 入で き ます。LUT は削除 さ れます。
• ア ク テ ィ ブ High の リ セ ッ ト と ア ク テ ィ ブ Low の リ セ ッ ト
LUT イ ンバー タ ーを 1 つの LUT に結合で き ます。こ の LUT はデザ イ ンに残 り ますが、リ セ ッ ト ネ ッ ト の配線お よび タ イ ミ ン グにはそれほど影響 し ません。LUT 出力は、グ ロ ーバル リ ソ ー ス に配置で き ます。
パーテ ィ シ ョ ン を含むデザイ ン
パーテ ィ シ ョ ン内でア ク テ ィ ブ Low の リ セ ッ ト を使用す る デザ イ ン では、 イ ンバー タ ーは次の よ う に処理 さ れます。 • パーテ ィ シ ョ ン内で推論で き ます。 • パーテ ィ シ ョ ン外に取 り 出す こ と はで き ません。 • 親パーテ ィ シ ョ ンのほかの イ ンバー タ ー と 結合す る こ と はで き ません。 こ の場合、 次の よ う にな り ます。 • リ セ ッ ト はグ ロ ーバル リ ソ ース に配置で き ません。 • デザ イ ンが密集 し てい る 場合、 リ セ ッ ト の タ イ ミ ン グお よ び配線の問題が発生す る 可能性があ り ます。 こ の問題を回避す る には、 ア ク テ ィ ブ Low の制御信号を使用 し ないで く だ さ い。 ただ し 、AXI イ ン タ ーフ ェ イ ス を使用す る IP コ アの場合な ど、 それが不可能な場合 も あ り ます。 その場合、 次の よ う にす る こ と をお勧め し ます。 • ア ク テ ィ ブ Low の リ セ ッ ト を最上位信号に割 り 当て ます。こ の よ う にす る と 、 次の利点があ り ます。 • デザ イ ン全体で リ セ ッ ト ネ ッ ト に LUT のみが推論 さ れます。 • デザ イ ンパフ ォーマ ン スへの影響は最小限に抑え ら れます。
BoundaryOpt
属性を使用 し た
IP
コ アの最適化
IP コ ア を最適化する には、 パーテ ィ シ ョ ンでBoundaryOpt属性を使用 し ます。 BoundaryOptの詳細は、 次を参照 し て く だ さ い。 • 第 4 章 「 コ マン ド ラ イ ンでのパーテ ィ シ ョ ン フ ロ ー」 • 第 5 章 「PlanAhead ツールでのパーテ ィ シ ョ ン フ ロ ー」BoundaryOpt
の利点
BoundaryOpt属性には、 次の よ う な利点があ り ます。 • パーテ ィ シ ョ ンの イ ン タ ーフ ェ イ ス が緩和 さ れます。 • 次の一部の最適化が可能にな り ます。 • 入力/出力定数 • 未接続出力BoundaryOpt
の制限
BoundaryOptには、 次の よ う な制限があ り ます。RTL
ア ク セスのないモ ジ ュ ール
BoundaryOptは、IP コ アな ど、 レ ジ ス タ ト ラ ン ス フ ァ ーレベル (RTL) ア ク セ ス のないモジ ュ ー ルでのみ使用 し て く だ さ い。 RTL ア ク セ ス のあ る モジ ュ ールでは、HDL コ ー ド で こ れ ら の イ ン タ ー フ ェ イ ス の問題を解決す る 必要があ り ます。イ ン プ リ メ ン テーシ ョ ン でのパーテ ィ シ ョ ン に対する
BoundaryOpt
の設定
イ ンプ リ メ ン テーシ ョ ンでパーテ ィ シ ョ ンにBoundaryOptを設定す る と 、 パーテ ィ シ ョ ンの イ ン タ ーフ ェ イ ス が変更 さ れ る 場合があ り ます。 た と えば、 パーテ ィ シ ョ ンポー ト が最適化で削除 さ れ る こ と があ り ます。 こ れ ら の最適化 さ れたポー ト に ロ ジ ッ ク を接続す る ために親パーテ ィ シ ョ ン も 変更 さ れた場合、 次 の よ う にな り ます。 • パーテ ィ シ ョ ン イ ン ターフ ェ イ スは イ ンプ リ メ ン テーシ ョ ン実行か ら エ ク ス ポー ト さ れたデー タ と 一致し な く な り ます。 • エ ク ス ポー ト さ れたデー タ は失われます。 • 親パーテ ィ シ ョ ン と 子パーテ ィ シ ョ ンの両方を再 イ ンプ リ メ ン ト す る 必要があ り ます。 こ れは、 次の 2 つの規則に ま と め ら れます。 • 各実行でパーテ ィ シ ョ ン イ ン タ ーフ ェ イ ス の コ ン テ キ ス ト を同 じ にする 必要があ り ます。 BoundaryOptを使用 し た場合、 ポー ト が最適化で削除 さ れ る な ど、 こ の条件が満た さ れな く な る 場合があ り ます。 • BoundaryOptの値は、 各実行で同 じ にす る 必要があ り ます。BoundaryOpt 属性を使用 し た IP コ アの最適化
最適化の制限
BoundaryOptには最適化の制限 も あ り ます。 次の図に、 BoundaryOptで最適化 さ れ る 場合 と 最 適化 さ れない場合を示 し ます。 • 図 2-1 「定数のプ ッ シ ュ 」 • 図 2-2 「未使用の出力」 定数のプ ッ シ ュ 図 2-1 「定数のプ ッ シ ュ 」 では、 BoundaryOptに よ り 定数がパーテ ィ シ ョ ンの境界を 1 つだけ越 え てプ ッ シ ュ さ れ、 パーテ ィ シ ョ ン イ ン タ ーフ ェ イ ス か ら ポー ト が削除 さ れ ます。 ルー ト ス ルー ネ ッ ト は削除 さ れません。X-Ref Target - Figure 2-1
図 2-1 : 定数のプ ッ シ ュ 3DUHQW3DUWLWLRQ WRS &KLOG3DUWLWLRQ &KLOG3DUWLWLRQ /87)) *1' *1' /87)) /87)) /87)) *1' &KLOG3DUWLWLRQ /87)) /87)) 5RXWHWKUX 3DUHQW3DUWLWLRQ WRS &KLOG3DUWLWLRQ &KLOG3DUWLWLRQ *1' /87)) /87)) *1' &KLOG3DUWLWLRQ /87)) 5RXWHWKUX /87)) *1' /87)) /87)) *1' *1' ;
未使用の出力 図 2-2 「未使用の出力」では、 BoundaryOptに よ り 未使用のパーテ ィ シ ョ ン出力が切断 さ れ、 パー テ ィ シ ョ ン イ ン ターフ ェ イ ス か ら ポー ト が削除 さ れます。
BoundaryOpt
の値
BoundaryOptには、 次の値を設定で き ます。 • all • none パーテ ィ シ ョ ン に設定 さ れた値は、 マ ッ プ レ ポー ト のパーテ ィ シ ョ ンサマ リ のセ ク シ ョ ンに リ ス ト さ れます。デザイ ンの構造
デザ イ ン を フ ラ ッ ト フ ローを使用 し て イ ンプ リ メ ン ト する と 、合成ツールお よ び イ ンプ リ メ ン テー シ ョ ンツールでデザ イ ン全体を ス ピー ド お よ びエ リ ア を優先 し て最適化で き ます。デザ イ ンは階層 の境界を越え て最適化 さ れ る ので、 デザ イ ンの論理レ イ ア ウ ト はそれほ ど重要ではあ り ません。 デザ イ ン を階層フ ロ ーで イ ンプ リ メ ン ト す る 場合、 ロ ジ ッ ク が分離 さ れ る ので、 パーテ ィ シ ョ ンが 最適化の壁 と な り 、 デザ イ ンに悪影響を及ぼす こ と があ り ます。図 2-3 「デザ イ ン階層の例」 に例 を示 し ます。X-Ref Target - Figure 2-2
図 2-2 : 未使用の出力 3DUHQW3DUWLWLRQ WRS &KLOG3DUWLWLRQ &KLOG3DUWLWLRQ /87)) /87)) /87)) &KLOG3DUWLWLRQ /87)) /87)) 3DUHQW3DUWLWLRQ WRS &KLOG3DUWLWLRQ &KLOG3DUWLWLRQ /87)) /87)) /87)) &KLOG3DUWLWLRQ /87)) /87)) ;
階層デザイ ン フ ローの有効活用
デザイ ン階層の例
デザイ ン
レ イ アウ ト
1
での最適化
デザ イ ン レ イ ア ウ ト 1 には、 同 じ 階層レベルにMEMお よ びDMA と い う モジ ュ ールがあ り ます。 TOPの下にあ る すべてのモジ ュ ールにパーテ ィ シ ョ ン を追加す る と 、MEM と DMAの間では最適化は
実行 さ れません。 こ れ ら の2 つのモジ ュ ールに関連する ロ ジ ッ ク が多数あ る 場合、 次の よ う にな り ます。 • フ ラ ッ ト フ ロ ーでは、 モジ ュ ールの最適化が実行 さ れます。 • 階層デザ イ ン フ ロ ーでは最適化は実行 さ れず、 リ ソ ース使用量が増加 し 、 よ い タ イ ミ ン グ結果 が得 ら れない可能性があ り ます。
デザイ ン
レ イ アウ ト
2
での最適化
デザ イ ン レ イ ア ウ ト 2 では、共有 ロ ジ ッ ク を含むモジ ュ ールが 1 つのパーテ ィ シ ョ ンDATAの下に グループ化 さ れてお り 、 フ ラ ッ ト フ ロ ー と 同様にMEM と DMAの間で最適化が実行 さ れます。階層デザイ ン
フ ローの有効活用
階層デザ イ ン フ ロ ーを使用する かど う かは、デザ イ ンの構築、モジ ュ ールイ ン ターフ ェ イ スの定義、 およびモジ ュールコ ー ド の記述の前に決定する 必要があ り ます。 フ ラ ッ ト フ ローで タ イ ミ ン グ問題 が発生 し た後に、 タ イ ミ ン グク ロージ ャ手法 と し て階層デザ イ ン フ ローを使用 し ないで く だ さ い。 パーテ ィ シ ョ ン を使用す る と モジ ュ ールが分離 さ れ、 ツールで境界を越えた最適化は実行 さ れな く な り ます。X-Ref Target - Figure 2-3
図 2-3 : デザイ ン階層の例
'HVLJQ/D\RXW 'HVLJQ/D\RXW
723
0(0
0(0 '0$
'0$ &38 &175/ '$7$ &38 &175/
723
階層デザ イ ン フ ローの利点を活かすため、 次の よ う なガ イ ド ラ イ ンお よ び推奨事項があ り ます。 • 入力ポー ト お よ び出力ポー ト に レ ジ ス タ を付け る • パーテ ィ シ ョ ンの内部 と 外部の両方にネ ッ ト を使用 し ない • フ ァ ン ア ウ ト の大 き いネ ッ ト を管理す る • 定数を ネ ッ ト と し て使用 し ない • ポー ト を未接続の ま ま に し ない • 専用接続を 1 つのパーテ ィ シ ョ ン内に配置す る
入力ポー ト および出力ポー ト に レ ジ ス タ を付ける
可能な限 り 入力お よ び出力に レ ジ ス タ を付け ます。 パーテ ィ シ ョ ンの境界を越えた最適化は実行 さ れないので、 入力お よ び出力で タ イ ミ ン グの問題が 発生 し やす く な り ます。 入力お よ び出力に レ ジ ス タ を付け る と 、 次の よ う な利点があ り ます。 • パーテ ィ シ ョ ン内のパ ス に焦点を置いた処理が可能 と な り ます。 • モジ ュ ールの タ イ ミ ン グ を確実に保持で き ます。 パーテ ィ シ ョ ン の境界を 横切 る ネ ッ ト は、 ネ ッ ト に接続 さ れてい る パーテ ィ シ ョ ンすべて を イ ン ポー ト し ない限 り 保持 さ れ ません。 そのため、 タ イ ミ ン グ ク リ テ ィ カルネ ッ ト が こ の境界を横切 る 場合、 イ ン ポー ト し た場合で も パーテ ィ シ ョ ン で タ イ ミ ン グ違反が発生す る 可能性があ り ます。 こ のネ ッ ト に レ ジ ス タ を付け る と 、パーテ ィ シ ョ ン内で タ イ ミ ン グ ク リ テ ィ カルな変更が発生す る のを回避で き ます。パーテ ィ シ ョ ンの内部 と 外部の両方にネ ッ ト を使用 し ない
パーテ ィ シ ョ ンの内部 と 外部の両方にネ ッ ト を使用 し ない よ う に し ます。 ネ ッ ト をパーテ ィ シ ョ ン内お よ び出力ポー ト と し て使用す る 必要があ る 場合は、次の よ う に し ます。 • ネ ッ ト の ソ ース を複製 し ます。 • 1 つのネ ッ ト を内部ネ ッ ト と し て使用 し ます。 • も う 1 つのネ ッ ト を出力ポー ト と し て使用 し ます。フ ァ ン アウ ト の大き いネ ッ ト を管理する
パーテ ィ シ ョ ン モジ ュ ールの出力の フ ァ ン ア ウ ト も 考慮する 必要があ り ます。パーテ ィ シ ョ ンの出 力の フ ァ ン ア ウ ト が大 き く 、 デザ イ ンの複数のエ リ アに接続 さ れ る 場合、 ド ラ イ バーを複製す る 必 要があ る 場合 も あ り ます。 • フ ラ ッ ト フ ローでは、 こ の複製は自動的に実行 さ れます。 • 階層デザ イ ン フ ロ ーでは手動で複製す る 必要があ り ます。階層デザイ ン フ ローの有効活用
定数を ネ ッ ト と し て使用 し ない
定数を ネ ッ ト と し て使用 し ない よ う に し ます。 IP コ ア な ど のネ ッ ト リ ス ト モジ ュ ールには、 ロ ジ ッ ク の不要な部分がマ ッ プの最適化で削除 さ れ る こ と を前提 と し て設計 さ れてい る も のがあ り ま す。 こ の よ う な IP では、 コ アの特定の ロ ジ ッ ク を イ ネーブルま たはデ ィ ス エーブルにす る ために、 入力を定数に接続 し ます。 こ の方法には、 次の よ う な特徴があ り ます。 • IP を ネ ッ ト リ ス ト と し て提供す る と 同時に、 多少のカ ス タ マ イ ズ も 可能にな り ます。 • パーテ ィ シ ョ ンでは境界を越えた最適化が実行 さ れないので、 機能 し ません。 ポー ト に定数を接続す る こ と に よ り 最適化で ロ ジ ッ ク が削除 さ れ る こ と を前提 と し た EDIF/NGC コ アにパーテ ィ シ ョ ン を直接追加す る と 、 ロ ジ ッ ク の最適化は実行 さ れず、 最適な結果は得 ら れま せん。 こ の よ う に動作す る コ アにパーテ ィ シ ョ ン を追加す る 必要があ る 場合は、次の よ う に し て く だ さ い。 • EDIF ま たは NGC コ ア を含む HDL ラ ッ パーを追加 し ます。 • こ の ラ ッ パーにパーテ ィ シ ョ ン を配置 し ます。 HDL ラ ッ パーのポー ト リ ス ト には、IP コ ア をデザ イ ンの残 り の部分に接続す る のに必要な I/O の みを含め る よ う に し 、 定数の割 り 当ては ラ ッ パー ロ ジ ッ ク 内に残 し ます。 パーテ ィ シ ョ ン を IP コ アの上の レベルで定義す る こ と に よ り 、マ ッ プツールで定数を コ アに ト レースす る こ と が可能 と な り 、 必要な最適化が実行 さ れます。ポー ト を未接続のま まに し ない
ポー ト を未接続の ま ま に し ない よ う に し ます。 未接続のネ ッ ト で も 、 同 じ よ う な最適化の問題が発生 し ます。 パーテ ィ シ ョ ンの出力を未接続の ま ま にす る と 、ソ ース のない こ のネ ッ ト に接続 さ れた ド ラ イ バーがマ ッ プの最適化で削除 さ れません。 こ の ロ ジ ッ ク を HDL コ ー ド で削除で き ない場合は、 パーテ ィ シ ョ ン を含む ラ ッ パーを作成す る と 次の よ う にな り ます。 • パーテ ィ シ ョ ンの境界が移動 し ます。 • マ ッ プツールで ロ ジ ッ ク を最適化で き る よ う にな り ます。 パーテ ィ シ ョ ンの出力が次のすべての条件に一致す る 場合、 エ ラ ーが発生す る こ と があ り ます。 • ロ ジ ッ ク で駆動 さ れていない。 • パーテ ィ シ ョ ンの外部の ロ ジ ッ ク に接続 さ れいて る 。 イ ンプ リ メ ン テーシ ョ ンツールでパーテ ィ シ ョ ンの出力が駆動 さ れていない こ と を検出で き ず、部 分的なネ ッ ト が配線 さ れ ます。 こ れは無効であ り 、BitGen でデザ イ ンルールチ ェ ッ ク (DRC) エ ラ ーが発生 し ます。 不要なパーテ ィ シ ョ ンポー ト を削除 し 、 パーテ ィ シ ョ ン を再 イ ンプ リ メ ン ト し て く だ さ い。ト ッ プ
パーテ ィ シ ョ ン に含める エ レ メ ン ト
ト ッ プパーテ ィ シ ョ ンに含め る 必要があ る のは、 次のエ レ メ ン ト のみです。 • STARTUP デザ イ ンに STARTUP ブ ロ ッ ク が含まれ る 場合は、 次の よ う にす る 必要があ り ます。 • ト ッ プに イ ン ス タ ン シエー ト す る • ト ッ プに推論 さ れ る よ う にす る 子パーテ ィ シ ョ ンに STARTUP が イ ン ス タ ン シエー ト さ れてい る 場合、 ト ッ プに も 推論 さ れ ます。 こ れに よ り 、 次の よ う なマ ッ プエ ラ ーが発生 し ます。ERROR:Pack:2310 - Too many comps of type "STARTUP" found to fit this device.
ERROR:Map:237 - The design is too large to fit the device. Please check the Design Summary section to see which resource requirement for your design exceeds the resources available
専用接続を
1
つのパーテ ィ シ ョ ン内に配置する
専用接続を 1 つのパーテ ィ シ ョ ン内に配置 し ます。 FPGA デバ イ ス のエ レ メ ン ト には、 特定の機能や高速の低ス キ ュ ー配線用の専用接続を提供す る た め、 特定の方法で連動す る も のがあ り ます。 こ れ ら のエ レ メ ン ト が別々のパーテ ィ シ ョ ンに含まれてい る と 、 正 し く コ ン フ ィ ギ ュ レーシ ョ ン さ れません。 こ れ ら の イ ン ス タ ン スは 1 つのパーテ ィ シ ョ ン内に配置 し ます。 次に、 こ れ ら のエ レ メ ン ト を リ ス ト し ます。 • OSERDES、IODELAY、 お よ び OBUFTDS • OSERDES、ODDR、 お よ び OBUFTDS • IDELAY お よ び IDELAYCNTRL • ISERDES、IDDR、 お よび IBUFDS配線情報の保持に関する制限
すべての配線情報を保持で き ない こ と があ り ます。 次の よ う な場合、 パーテ ィ シ ョ ンの配線が再配線 さ れ る 可能性があ り ます。 • イ ン ポー ト さ れたパーテ ィ シ ョ ンの保持レベルが、 配線ではな く 配置ま たは合成に設定 さ れて い る 。 • 下位パーテ ィ シ ョ ンの I/O バ ッ フ ァ ーが イ ン ポー ト さ れ、 接続 さ れてい る パ ッ ド が イ ンプ リ メ ン ト さ れ る 親パーテ ィ シ ョ ンに含まれてい る 。 こ れは専用配線であ る ため、 厳密にいえば保持 さ れませんが、 変更 さ れません。 • 下位パーテ ィ シ ョ ンの フ リ ッ プ フ ロ ッ プが イ ン ポー ト さ れ、 イ ンプ リ メ ン ト さ れ る 親パーテ ィ シ ョ ンに含まれてい る I/O バ ッ フ ァ ーに接続 さ れてい る 。 こ れは専用配線であ り 、フ リ ッ プ フ ロ ッ プが I/O ロ ジ ッ ク にパ ッ ク さ れれば変更 さ れません。フ リ ッ プ フ ロ ッ プをパーテ ィ シ ョ ンの境界を越え て取 り 込み、I/O ロ ジ ッ ク にパ ッ ク す る ため、 IOB=FORCEま たはIOB=TRUE制約を設定する 必要があ り ます。 フ リ ッ プ フ ロ ッ プが ス ラ イ ス にパ ッ ク さ れてい る 場合、 配線は保持 さ れず、 タ イ ミ ン グが満た さ れ る と は限 り ません。パーテ ィ シ ョ ンのフ ロ ア プ ラ ン フ リ ッ プ フ ロ ッ プが I/O ロ ジ ッ ク にパ ッ ク さ れない場合、 次の よ う にな り ます。 • IOB=FORCEを使用 し た場合はエ ラ ーが表示 さ れます。 • IOB=TRUEを使用 し た場合は警告が表示 さ れます。 • 下位パーテ ィ シ ョ ンの LUT が イ ン ポー ト さ れ、 イ ンプ リ メ ン ト さ れ る 親パーテ ィ シ ョ ンに含 まれてい る I/O バ ッ フ ァ ーに接続 さ れてい る 。 こ の イ ン ス タ ン スは、 次の よ う にな り ます。 • LUT はス ラ イ ス ロ ジ ッ ク にパ ッ ク さ れ る 必要があ り ます。 • 専用配線ではあ り ません。 • タ イ ミ ン グが保持 さ れ る と は限 り ません。 • デザ イ ン に PWR ま たは GND ネ ッ ト が含 まれ、 ト ッ プパーテ ィ シ ョ ンが イ ン プ リ メ ン ト さ れ る 。 PWR および GND ネ ッ ト は常に イ ンプ リ メ ン ト さ れ、 子パーテ ィ シ ョ ンに含まれていて も 、 最 上位パーテ ィ シ ョ ン と 共に イ ンポー ト さ れます。
