Xilinx vivado 常用IP核使用

最新推荐文章于 2025-06-09 16:30:22 发布
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分类专栏： 数字IC设计方法学 文章标签： 架构 fpga/cpld 单片机
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本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/Starry__/article/details/121470067
本文详细介绍了FPGA设计中常用的几种IP核，包括Accumulator的基本设置，如实现方式和延迟；Aurora8B10B协议在高速串行数据传输的应用；ClockingWizard的时钟资源管理和配置；DividerGenerator的除法运算选项；FIFOGenerator的内存生成；ILA用于FPGA内部信号调试；Multiplier的功能和输出延迟设置；BlockMemoryGenerator的多种存储器类型及其配置；DistributedMemoryGenerator的使用场景；CORDIC模块的坐标旋转计算功能；SerialRapidIOGen2的串行RapidIO协议；以及XADCWizard在模拟数字转换中的应用。这些内容涵盖了FPGA设计的关键组件和技术。

摘要生成于 C知道 ，由 DeepSeek-R1 满血版支持， 前往体验 >

目录

1. Accumulator 12.0

累加器，可不断将输入端的数据累加。

该IP核内部很多选项容易理解，下面仅说明几个不易理解的：

Basic - Implement using：此处Frabic表示仅使用LUT和FF实现累加器，DSP48表示只使用DSP实现累加器，可通过左侧的Information - Resource Estimates查看资源使用

Basic - Implement using表示在Basic选项卡中的Implement using项

Basic - Accumulation mode：工作模式，可以是Add累加器、Substract累减器，也可以添加一个端口表示工作模式Add Substract

Basic - Latency：指输出Q之后输入B几个时钟周期

Control - Bypass：指是否输出与输入相等Q==B，不实现累加功能

累加器位于Xilinx Document Navigator 的pg119

2. Aurora 8B10B 11.1

采用并行方式传输高速的数据流有很多设计难点，未来高速数据传输主要采用串行方式传输，Xilinx推出内嵌高速串行收发器Rocket I/O的FPGA产品，并在此基础上开发了Aurora协议

Aurora协议是由Xilinx 公司提出的开放、免费、轻量级的可配置数据链路层协议，主要用于在多个高速串行通道之间进行点对点的数据传输，由于具有高速数据传输和简单易用的特点而得到了系统设计者的关注。其设计目的是使其他高层协议可以很简单地运行在Aurora之上，其中Aurora IP核支持与光纤的无缝连接，传输过程中抗电磁干扰能力强，集成度高，灵活性强。目前光模块速率已经达到10Gbps以上。

位于Xilinx Document Navigator 的pg046
FPGA设计心得（3）Aurora IP core 的理论学习记录
基于FPGA实现Aurora高速串行接口 - 付费
Speedgoat FPGA板卡使用系列文章 | Aurora协议

3. Clocking Wizard

3.1. 时钟资源

7 系列的 FPGA 使用了专用的全局(Global)和区域(Regional)IO 和时钟资源来管理设计中各种
的时钟需求。

时钟管理模块(Clock Management Tiles, CMT)提供了时钟合成(Clock frequency synthesis)，倾斜矫正(deskew)，过滤抖动(jitter filtering)功能，每个CMT包括一个MMCM(Mixed-Mode Clock Manager)和一个锁相环PLL(Phase-Locked Loop)。

● MMCM 用于在与给定输入时钟有设定的相位和频率关系的情况下，生成不同的时钟信号。

● PLL主要用于频率综合。使用一个 PLL 可以从一个输入时钟信号生成多个时钟
信号。

Clocking Options - Input clock information - Source：输入时钟

BUFG（Global ）：全局时钟缓冲器

7 Series时钟资源可参考 ug472
Xilinx FPGA 学习笔记——时钟资源
FPGA 时钟设计 1 —— 时钟资源总结

位于Xilinx Document Navigator 的pg065, ug382,ug190
【FPGA】clocking wizard配置（PLL/MMC内核配置）
clocking wizard zynq
Nexys3学习手记6：ClockingWizard探秘

4. Divider Generator 5.1

除法器，Dividend被除数、Divisor除数，Quotient商，Remainder余数、Fractional小数

Channels Settings - Output Channel - Remainder Type：选择余数类型是余数表示还是商的小数形式，两种形式均是通过输出端m_axis_dout_tdata表达的，表示法如下：

Options - Latency Options：观察or设定输出所需的拍数

在这里插入图片描述

位于Xilinx Document Navigator 的 pg151
XILINX ISE14.7 除法器 IP Divider Generator的使用教程

5. FIFO Generator 13.2

6. ILA(Integrated Logic Analyzer) 6.2

在上板验证阶段，对于一些难以确定原因的bug，比如：RTL仿真时，测试pattern覆盖不够全面，实际信号时序跟RTL 仿真不一致。

可以通过ILA模块，来实时抓取FPGA内部数字信号的波形，分析错误原因。

其内部原理是在上板验证时，通过时钟检测某个信号是否符合trigger条件，若满足则抓取。

参考Xilinx Document Navigator 的 pg172
FPGA开发要懂得使用硬件分析仪调试——ILA
数字IC/FPGA设计基础_ILA原理与使用

7. Multiplier 12.0

乘法器，可实现两个向量相乘，也可实现常系数相乘

Output and Control - Pipelining and Control Signals：输出端的延迟拍数

参考Xilinx Document Navigator 的 pg108
FPGA系列7——Xilinx复数乘法器(Complex Multiplier v6.0)使用小结

8. Block Memory Generator 8.4

用于产生RAM或ROM，RAM的读写深度可以不同

Basic - Memory Type：表示存储器类型，有多个类型可供选择：

• Single-port RAM 单口 RAM：只有一组地址总线，可以读or写

当使能端ENA有效时。

若WEA== 0则将ADDRA的地址数据读出至DOUTA

若WEA == 1则将DINA的数据写入至ADDRA地址中。

• Simple Dual-port RAM伪双口 RAM：有两组地址总线，一端只可读，一端只可写

PortA时钟为CLKA，提供了DINA和ADDRA，但没有DOUTA，因此只能写。

PortB时钟为CLKB，提供了ADDRB和DOUTB，因此只能读

• True Dual-port RAM真双口 RAM：有两组地址总线，两端均可读or写

PortA和PortB均提供了DIN、ADDR和DOUT，因此可读也可写。

• Single-port ROM 单口 ROM

• Dual-port ROM双口 ROM

Basic - Byte Write Enable：表示DINA位宽必须为8 bits或9 bits的倍数，并且WEA位宽变成了倍数值，WEA的二进制取值决定DINA的第几个8bits或9bits被写入至ADDRA中。

例如 Basic - Byte Write Enable - Byte Size选择8，Port A Options - Write Width选择32，则WEA就变成了4位的即[3:0]。
若某一时刻DINA==32’haabbccdd，WEA == 0101，则clka有效时在ADDRA实际写入的数据为00bb00dd

Port A Options - Operating Mode：Write First写优先，表示先将DINA写在ADDRA上再读ADDRA的新值到DOUTA。Read First读优先，表示先读出ADDRA的旧值到DOUTA，再将DINA写入ADDRA。No Change表示仅将DINA写在ADDRA上，DOUTA保持不变。

Other Options - Memory Initialization：可用于内存初始化，需要加载*.coe

参考Xilinx Document Navigator 的 pg058
XILINX BMG (Block Memory Generator)
Vivado中Block Memory Generator v8.3的使用

9. Distributed Memory Generator 8.0

使用LUT拼接组成的分布式存储器。

对于存储空间小且时序要求不高的存储器可选择该ip

参考Xilinx Document Navigator 的 pg063
Block RAM 和Distributed RAM

10. CORDIC 6.0

一种坐标旋转计算（Coordinate Rotational Digital Computer, CORDIC）的ip。

Configuration Options - Configuration Parameters - Functional Selection：选择函数类型，包括矢量旋转Rotate，矢量变换Translate，正弦，余弦，双曲正弦，双曲余弦，反正切，反双曲正切和平方根的计算。

IP Symbol：输入为坐标值和相角，输出则是包含了相角和坐标。

● s_axis_cartesian_tdata：笛卡尔坐标，用补码表示，格式为

在这里插入图片描述

关于PAD的含义，例如，若Configuration Options - Input/Output Options - Input Width为10表示Y_IN与X_IN均为10bits，此时s_axis_cartesian_tdata为32bits，说明s_axis_cartesian_tdata的格式为：PAD(6’b0) + Y_IN(10bits) + PAD(6’b0) + X_IN(10bits)

● s_axis_phase_tdata：同样头几位会是PAD

● s_axis_dout_tdata：不同的函数有不同的格式

在这里插入图片描述

参考Xilinx Document Navigator 的 pg015
VIVADO cordic IP核
Xilinx VIVADO CORDIC核的使用
xilinx cordic IP核的用法- arctan的算法

11. Serial RapidIO Gen2

参考Xilinx Document Navigator 的 pg007
Xilinx平台SRIO介绍（汇总篇）

12. XADC Wizard 3.3

二级目录

三级目录

【FPGA】xilinx Vivado UART IP核使用
weixin_42370509的博客
03-27 5507
xilinx Vivado UART IP核的例化及调用
Vivado常用IP核调用
11-04
Vivado常用IP核调用是FPGA开发中的一个重要环节，通过调用IP核，工程师可以方便地实现各种复杂的电路功能，比如各种接口、协议转换器、数据处理模块等，从而极大地简化了FPGA的设计流程。 在Vivado中，IP核是预先...
Vivado常用IP核DataSheet汇总
02-28
1、Vivado常用IP 2、信号处理 3、IP核 4、FFT、CORDIC、DDS、SDRAM、AXI、FIFO、TIMER、ENET、DMA、RGMII、GMII、SERDES、VIDEO
Vivado中常用且实用的小型IP核功能
weixin_45143788的博客
06-21 2905
对Vivado的常用的小型IP核进行简单描述，
vivado IP核High speed/Low latency设置对系统性能的影响
m0_66360845的博客
06-09 487
在使用 Vivado 设计时，IP 核配置是影响综合结果和时序性能的关键因素之一。特别是在涉及高速数据处理或对延迟敏感的应用场景中，Vivado IP 核常常提供 “High Speed” 与 “Low Latency” 两种优化选项。很多开发者在配置IP核时往往忽略了这些选项对实际时序性能的深远影响。本文将以实际示例出发，对比分析 Vivado 中Accumulator Floating Point IP在不同配置下的资源消耗和时序表现，帮助开发者在设计早期做出更合理的架构权衡，为实现更可靠的时序收敛。
vivado的IP核
01-25
vivado的ip核，这个是74ls00，其余ip核在资源里更新。
vivado中IP核调用方法简介
平时工作较为繁忙,私信消息一般晚上回复,谢谢大家~~
06-26 9403
本文介绍了基于Vivado的IP核的使用方法，针对常用的IP核给出了5个以上的调用方法案例以及对应的testbench。这些IP核覆盖了常见的功能模块，可以用于快速实现各种应用。在实际设计中，可以根据具体需求选择合适的IP核，并结合自己的设计进行连接和配置，从而快速实现所需功能。
vivado三种常用IP核的调用
热门推荐
川游的博客
02-17 2万+
vivado三种常用IP核的调用 当前使用版本为vivado 2018.3 vivado的IP核，IP核（IP Core）：Vivado中有很多IP核可以直接使用，例如数学运算（乘法器、除法器、浮点运算器等）、信号处理（FFT、DFT、DDS等）。IP核类似编程中的函数库（例如C语言中的printf()函数），可以直接调用，非常方便，大大加快了开发速度。 今天介绍的是vivado的三种常用IP核：...
xilinx vivado 常用官方参考文档
最新发布
07-08
“lib.pdf”文档可能是包含了Vivado设计套件中使用的各种库和模块的参考资料，这些库可能包括了预定义的硬件模块、IP核、参考设计以及其他可以复用的组件。 “ug901_synthesis.pdf”是一份关于在Vivado中进行综合...
vivado xilinx IP license(含SRIO Jesd)
10-31
2018.3测试可用，各种IP超级齐全，测试了srio可用，Jesd等IP均显示正常，理论上所有版本应该都支持，大家下来看看。可以生成bit流，不用改系统时间，直接导入就行，基本包含全部常用的IP license。
最全的xilinx vivado ip核license
04-23
最全的xilinx，vivado IP核license，供vivado开发者使用
Xilinx系列FPGA芯片IP核详解
12-15
《Xilinx系列FPGA芯片IP核详解》完整版。550页PDF格式。刘东华。FPGA的IP 核详解书籍。。FIFO使用，
XILINX系列FPGA芯片IP核详解
04-13
这本书讲解了基于ISE平台的xilinx官方IP核的运行原理和使用方法，全中文
XILINX DDR3 IP核使用教程完整版
07-08
网络下载的XILIN DDR3 IP核教程，包括仿真、综合、设计、应用、最终篇5个部分，讲解的深入浅出，简明扼要，非常实用！在其指导下，完成了DDR3的设计调试！可惜没有找到出处！
Vivado2017.4学习（2）：使用IP核
yiyang14的博客
06-23 2416
目录 前言 步骤 1、创建新的工程 2、调用IP核 前言 Vivado设计套件为设计者提供了一个以IP核为中心的设计流程，帮助设计者快速将自己的设计和算法转化成可重用的IP。 步骤 1、创建新的工程 具体步骤见： https://blog.youkuaiyun.com/yiyang14/article/details/83550413 完成工程创建并创建gate.v，最终如下图所示...
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余生芳华，灵魂共舞
03-31 2858
介绍Block Memory Generator IP核的配置，通过仿真介绍接口时序，搭建实用场景提供源码。
Vivado AXI DataMover IP核
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01-21 2888
摘要：介绍了Vivado AXI DataMover IP核的参数配置和接口意义，根据手册阐述了命令接口和状态接口部分字段的含义。
Xilinx Vivado的使用详细介绍（3）：使用IP核
jzj1993的专栏
05-06 2万+
IP核（IP Core） Vivado中有很多IP核可以直接使用，例如数学运算（乘法器、除法器、浮点运算器等）、信号处理（FFT、DFT、DDS等）。IP核类似编程中的函数库（例如C语言中的printf()函数），可以直接调用，非常方便，大大加快了开发速度。 使用Verilog调用IP核 这里简单举一个乘法器的IP核使用实例，使用Verilog调用。首先新建工程，新建demo.v
complex multiplier ip如何使用
03-15
<think>嗯，用户问的是如何使用Complex Multiplier IP核。首先，我需要明确用户可能是在FPGA开发中遇到这个问题，可能是在做数字信号处理或者通信相关的项目。Complex Multiplier IP核通常用于处理复数乘法，比如在FFT、滤波器或者调制解调中应用。 首先，我应该介绍Complex Multiplier IP核的基本概念，说明它是用来高效实现复数乘法的，可能涉及到的参数比如数据位宽、乘法器类型、流水线级数等。用户可能需要知道如何配置这些参数来优化资源使用和时序性能。 接下来，步骤部分需要分点说明。第一步是生成IP核，这里可能需要提到具体的工具，比如Vivado或者Quartus，不同工具有不同的流程，但大体步骤相似。需要指导用户如何在IP Catalog中找到这个IP，并创建实例。 然后是配置参数。这部分要详细说明每个配置选项的作用。数据格式方面，用户需要选择定点还是浮点，这可能影响资源消耗和精度。输入位宽和输出位宽需要根据设计需求调整，避免溢出。乘法器结构的选择，比如使用DSP块还是逻辑资源，这会影响到性能和面积。流水线级数设置有助于提高时序性能，但会增加延迟，需要权衡。 接口和时序部分，用户需要了解IP核的输入输出接口，比如复数的实部和虚部如何连接，时钟和复位信号的使用。时序要求比如建立保持时间也需要遵守，否则可能导致功能错误。 然后是例化与连接。这里可能需要给出一个Verilog或VHDL的示例代码，展示如何将IP核集成到顶层设计中，并连接到其他模块，比如数据源和后续处理模块。 功能仿真和验证是必不可少的步骤。用户需要编写测试向量，覆盖各种情况，比如边界值和典型值，确保乘法结果正确。仿真工具如ModelSim或Vivado Simulator的使用可能需要提及。 最后是优化与调试。根据时序报告调整流水线级数，或者优化数据位宽以减少资源使用。在线调试工具如SignalTap或ILA可以帮助捕获实时信号，验证功能。 应用场景部分，需要举几个例子，比如通信系统中的调制解调，雷达中的信号处理，以及图像处理中的频域操作，让用户明白这个IP核的实际用途。 注意事项方面，资源与性能的平衡是关键，用户可能需要根据项目需求调整配置。跨时钟域处理时，同步机制也很重要，避免亚稳态问题。另外，不同FPGA厂商的IP核可能有差异，需要参考具体文档。 总结起来，我需要确保回答结构清晰，步骤明确，覆盖配置、连接、验证和优化等方面，同时给出实际例子和常见问题，帮助用户全面理解如何使用Complex Multiplier IP核。</think>以下是对Complex Multiplier IP核使用方法的结构化说明： $$( (a+bi) \times (c+di) = (ac - bd) + (ad + bc)i )$$ ### 一、基本概念 Complex Multiplier IP核是FPGA设计中用于高效实现复数乘法的预封装模块，可处理形如$A + Bi$的复数运算。其核心公式为： $$(X_r + X_i i) \times (Y_r + Y_i i) = (X_rY_r - X_iY_i) + (X_rY_i + X_iY_r)i$$ ### 二、配置步骤（以Xilinx Vivado为例） 1. **IP核生成** - 打开IP Catalog → 搜索"Complex Multiplier" → 设置实例名称 - 选择实现方式：① 使用DSP48单元 ② 使用逻辑资源(LUT) 2. **参数配置** ```verilog // 典型参数示例 InputWidthA = 16; // 输入A位宽 InputWidthB = 16; // 输入B位宽 OutputWidth = 33; // 输出位宽（自动计算建议值） Latency = 3; // 流水线级数 ``` 3. **接口说明 | 信号 | 方向 | 描述 | |---|---|---| | CLK | 输入 | 主时钟（建议与系统同源）| | ARESETn | 输入 | 异步复位（低有效）| | A_real | 输入 | 操作数A实部 | | A_imag | 输入 | 操作数A虚部 | | B_real | 输入 | 操作数B实部 | | B_imag | 输入 | 操作数B虚部 | | P_real | 输出 | 乘积实部 | | P_imag | 输出 | 乘积虚部 | ### 三、设计验证流程 1. **测试向量生成** ```matlab % MATLAB示例 A = fi(0.5, 1, 16, 15); % Q1.15格式 B = fi(0.707, 1, 16, 15); ``` 2. **仿真验证 ```verilog initial begin // 典型测试序列 #10 A_real = 16'h4000; // 0.5 in Q1.15 A_imag = 16'hC000; // -0.5 B_real = 16'h5A82; // 0.707 B_imag = 16'h5A82; end ``` ### 四、优化技巧 1. **流水线策略 - 基础配置：3级流水（乘累加阶段） - 高频设计：可增至5级流水（增加寄存器级数） 2. **资源优化 - 使用DSP48时：每个复数乘法消耗4个DSP $$资源数 = 2 \times (实部乘法 + 虚部乘法)$$ - 共享公共项优化：减少25%乘法器消耗 ### 五、典型应用场景 1. **通信系统** - QAM调制解调：实现$(I_1 + jQ_1) \times (I_2 + jQ_2)$ - 信道均衡：复数系数乘法 2. **雷达信号处理** $$s_{out}(t) = s_{in}(t) \times e^{j2\pi f\Delta t}$$ ### 六、常见问题处理 1. **时序违例** - 增加流水线级数 - 降低时钟频率（与数据吞吐量权衡） 2. **精度损失** - 扩展输出位宽：$W_{out} = W_A + W_B + 1$ - 使用舍入模式：`Convergent Rounding` 建议配合Vivado的Resource Utilization报告和Power Analysis工具进行设计优化，具体配置需根据目标器件型号调整。实际使用时应参考对应FPGA厂商的最新文档（如Xilinx PG104）。
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