第四章 altera的IP工具

altera的IP核的安裝文件可以在www.網(wǎng)站上免費(fèi)下載到。

注：在定制從網(wǎng)上下載的IP功能模塊時(shí)，需要制定IP庫的位置，否則megawizard管理器中不會(huì)出現(xiàn)用戶安裝的IP庫。在Quartus II中運(yùn)行【assignments】/【setting】命令，在打開的【setting】窗口中切換到【user libraries】，可添加IP庫。

IP（intellectual property）就是常說的知識(shí)產(chǎn)權(quán)。

隨著FPGA/CPLD的規(guī)模越來越大，設(shè)計(jì)越來越復(fù)雜，使用IP核是一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。

根據(jù)實(shí)現(xiàn)的不同，IP可以分為軟IP、固IP、硬IP。

. 軟IP：用硬件描述語言（HDL）形式描述功能塊的行為，但并不涉及用什么電路和電路元件實(shí)現(xiàn)這些行為。軟IP的開發(fā)過程與應(yīng)用軟件的開發(fā)過程類似，只是所需的開發(fā)軟、硬件環(huán)境要求較高，尤其是EDA工具軟件價(jià)格很昂貴。軟IP是設(shè)計(jì)周期短、設(shè)計(jì)投入少，由于不涉及物理實(shí)現(xiàn)，為后續(xù)設(shè)計(jì)留有很大的發(fā)揮空間，增大了IP的靈活性和適用性。缺點(diǎn)是設(shè)計(jì)中會(huì)有一定比例的后續(xù)工序無法適應(yīng)軟IP設(shè)計(jì)，從而造成一定程度的軟IP修改。

.固IP：完成了綜合的功能塊，有較大的設(shè)計(jì)深度，以網(wǎng)表形式提交客戶使用。

.硬IP：提供設(shè)計(jì)的最終階段產(chǎn)品---掩膜（mask）。隨著設(shè)計(jì)深度的提高，后續(xù)工序所需要做的事情就越少，靈活性也就降低。

         altera及第三方IP合作伙伴給客戶提供了許多可用的功能模塊，可分為兩類：免費(fèi)的LPM宏功能模塊（megafunctions /LPM）和需要授權(quán)使用的IP知識(shí)產(chǎn)權(quán)（megacore）。

          LPM宏功能模塊：是一些復(fù)雜或高級(jí)的構(gòu)建模塊，可以在Quartus II設(shè)計(jì)文件中和門、觸發(fā)器等基本單元一起使用，這些模塊的功能一般都是通用的，比如counter、FIFO、RAM等。altera提供的可參數(shù)化LPM宏功能模塊和LPM函數(shù)均為altera器件結(jié)構(gòu)做了優(yōu)化，而且必須使用宏功能模塊才可以使用一些altera特定器件的功能，例如存儲(chǔ)器、DSP塊、LVDS驅(qū)動(dòng)器、PLL以及SERDES和DDIO電路。

        注：（何時(shí)應(yīng)用宏功能塊）對(duì)于一些簡(jiǎn)單的功能模塊，如加/減、簡(jiǎn)單的多路器等，通常建議使用通用的HDL來描述，這樣的邏輯功能用HDL描述起來非常簡(jiǎn)潔，而且綜合工具可以把這些基本功能放在整個(gè)設(shè)計(jì)中進(jìn)行優(yōu)化，使得系統(tǒng)達(dá)到最優(yōu)。如果使用altera的基本宏功能，由于綜合工具的算法無法對(duì)宏功能模塊進(jìn)行優(yōu)化操作，反而會(huì)影響設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)；而對(duì)一些相對(duì)比較復(fù)雜的設(shè)計(jì)，例如，一個(gè)同步可載入的計(jì)數(shù)器，使用altera的基本宏功能會(huì)得到較好的結(jié)果。

     另外，在設(shè)計(jì)代碼中過多地使用基本宏功能，也會(huì)降低代碼的可移植性。

     使用基本宏功能設(shè)計(jì)方法不一定總給設(shè)計(jì)帶來顯著的性能提升和面積節(jié)省，需自己實(shí)踐。

        IP知識(shí)產(chǎn)權(quán)：是某一領(lǐng)域內(nèi)的實(shí)現(xiàn)某一算法或功能的參數(shù)化模塊（簡(jiǎn)稱IP核）。這些模塊是由altera以及altera的第三方IP合作伙伴開發(fā)的，專門針對(duì)altera的可編程邏輯器件進(jìn)行過優(yōu)化和測(cè)試，一般需要用戶付費(fèi)購(gòu)買才能使用?？稍赼ltera網(wǎng)站下載后進(jìn)行使用和評(píng)估，滿意后再購(gòu)買license。都是以加密網(wǎng)表（netlist）的形式交給客戶，即固IP，同時(shí)配以一定的約束文件，例如邏輯位置、管腳、以及I/O電平的約束。

      絕大部分IP核支持opencoreplus，也就是說用戶可以免費(fèi)在實(shí)際器件中驗(yàn)證所用的IP核（用戶必須把所用器件通過JTAG電纜連到PC機(jī)上，否則IP核電路不會(huì)工作）。

     如果用戶使用第三方綜合工具進(jìn)行邏輯綜合，需要在設(shè)計(jì)中加入 xxx_bb.v。

    altera中只需把MegaWizard生成的封裝文件 xxx.v加入當(dāng)前工程中即可；但xilinx的coregen在產(chǎn)生一基本功能塊的同時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè).edn網(wǎng)表，在布局布線時(shí)，需要將這個(gè).edn網(wǎng)表加入，工具將其融合到整個(gè)設(shè)計(jì)的大網(wǎng)表中