为什么RTL代码推荐使用XPM(Xilinx参数化宏)?

XPM是Xilinx Parameterized Macros的简称,用于简化FPGA设计中的内存和跨时钟域处理。本文介绍了XPM的四种使用方法,包括RTL代码、原语、IPCore和XPM_MEMORY,并强调了XPM的灵活性和易读性。通过实例展示了如何在Vivado中调用存储单元,并提醒了FIFO参数设置对设计结果的影响,指出使用XPM可以更直观地发现和避免潜在问题。
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整理:比特波特

首先,什么是XPM?可能很多人没听过也没用过,它的全称是Xilinx Parameterized Macros,也就是Xilinx的参数化的宏,跟原语的例化和使用方式一样。可以在Vivado中的Tools->Language Templates中查看都有哪些XPM可以例化。

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从上图中可以看出,目前可以例化的XPM主要有三种:跨时钟域处理、FIFOMEMORY

我们以MEMORY为例,在Vivado中可以通过下面四种方式调用FPGA中的存储单元,均可以选择是Block RAM还是Distributed RAM.

方法1:RTL代码

我们在定义一个memory变量后,可以在前面指定其资源类型:

(*ram_style = "block" *)reg [3:0] mem_bram [15:0] ;
(*ram_style = "distributed" *)reg [3:0] mem_dram [15:0] ;

使用RTL代码的方式非常灵活,但由于少了很多的控制项,综合后的结果可能不是最优的。

方法2:原语(Primitive)

使用原语也可以例化MEMORY,但没见几个工程师这么用过,因为接口实在太多了,所以实用性不高。

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方法3:IP Core

这种方式应该是使用最多的,但缺点也很明显:

  • 当修改参数时需要重新打开IP,然后Generate

  • 不同版本的Vivado之间还需要进行Update

  • 有时没注意到IP中的参数,导致结果并不是自己想要的;

最近在调试中就碰到这样一个问题,FIFO中的默认输出延迟是1,即输出数据比读使能晚一拍,而且Output Registers默认是不勾选的。但这个选项不知道什么时候被改了,导致程序最终的输出结果一直有问题,在debug时一直检查的是RTL代码,直到定位到FIFO模块时才发现了这个问题。如果此时我们使用的是XPM,那从代码中很容易就能看出来错误。

方法4:XPM_MEMORY

相对而言,XPM的缺点就不是很明显,纯代码例化的方式更加灵活、简单。

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参考文献:

本文转自:科学计算technomania,作者:猫叔,转载此文目的在于传递更多信息,版权归原作者所有。

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