【心得】Lattice后端使用经验小结（ECP5UM，DDR3，Diamond3.10，Reveal逻辑分析）

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背景

下边的内容，适合初次使用Lattice的、具有FPGA开发经验的同窗。

一、初次使用，还真遇到很多的坑，Lattice的工具也有很多优缺点，经过总结，但愿能缩短熟悉的时间。

二、具体问题，欢迎留言交流。

DDR3 IP例化

LEF5UM器件，应用DDR3控制器IP。主要分几步：IP获取，安装，例化。

一、先在impl1目录下，右键，新建sbx文件，即Clarity Designer，经过该文件，进行IP的例化管理。

二、打开sbx，在选项卡“Lattice IP Server”里点击IP联网获取IP列表。

三、选择“DDR3 SDRAM Controller”，目前（18年12月）最新版本3.1，下载（格式exe）后安装到指定目录（如：C:\LatticeCore\ddr3_sdram_common_v3.1），这样能够在选项卡“Lattice IP”中看到“ddr3 sdram controller 3.1”。

四、打开ip，GUI界面以下，在本项目中，参考时钟（RefClock）来自单板晶振产生的100M，ddr的工做频率400M，双沿也就800M。Memory Type选择On-board Memroy，总线宽度16，配置x16，时钟宽度1。Data_rdy to Write Data Delay选择2，表示data_rdy有效以后必须在第2拍送数据。

注意：这里涉及时序收敛上的编码技巧。一般，用户逻辑数据先存入fifo，再送给ddr3控制器，再加上控制器要求2拍给数据，这样，fifo跟ddr3控制器之间时序就比较难收敛（若是很好收敛，那说明你在设计上已经关注到了这点），个人办法很简单，就是对fifo进行预读操做，在读使能送出以前，先预读3拍出来，等ddr发出读使能时，数据就不是从fifo到DDR3了，而是在这之间插入了几拍的寄存器，从而缓解了时序压力。

DDR3仿真

仿真脚本我会单独介绍，其实IP工程给出了仿真脚本，借用过来修改修改就可使用。这里只提一个致使仿真只运行60多us就提早终止的小问题。

解决办法，请仔细阅读仿真工具的告警，工具明确说了，是Memory overflow，建议增长MEM_BITS参数或者定义MAX_MEM。绿色文字也给出了文件路径的指示，在ddr3_ddr3_x16.v中，include有参数文件

ddr3_parameters.vh，就是同一目录下，打开vh文件，搜索MEM_BITS，默认为10，修改成16便可。

小结：遇到问题先不慌张，认真阅读工具给出的提示信息，一般会有解决思路。有同窗说英文很差咋办，那就复制粘贴到网上的翻译软件呗，否则还能凉拌？

 

 

bit/mcs烧录

Lattice工具一个很差用的地方，就是mcs烧录得讲究顺序，不然会报错。烧录mcs的步骤： 

A、JTAG模式下，选择Erase Only。

B、选择SPI Flash，操做时能够不用verify，以下。

Reveal逻辑分析仪

FPGA厂家都会提供内嵌逻辑分析仪，Xilinx叫chipscope，Lattice的叫reveal，能够单独安装reveal程序，也能够在diamond工程中打开。在“File List”的“Debug Files”里，右键，点击Reveal Project Files，可新建*.rvl文件，相对Xilinx，这个rvl比较好用，复制veriog代码信号名，只要没被优化，就能够很快找到。

添加信号时，除了在trace signal setup里选择时钟和观察信号以外，另外还须要在trigger signal里设置，这点比Xilinx稍微麻烦点。 

trigger设置也有套路。第一步，在trigger unit中拉入信号，能够在一个条件里，也能够分开，operator能够不用管，到时抓波形时能够修改的。第二步，在trigger exprssion里，直接把unit的name复制下来就好。

以上操做完毕，记得点击design rule check（下图靠上的图标），检查是否有错，而后点击insert debug，让逻辑分析的时钟自动添加到后端约束lpf文件里（在约束的首行）。

抓波形的其余技巧

• 若要保留抓波形的相关文件，须要复制*.bit，*.rvl和*.rvs文件，同时，对*.rvs文件内容的第一行进行修改，确保指向肯定的文件。
• 出于测试目的，临时添加的信号，为防止被优化掉，可以使用 reg signal_name/* synthesis syn_keep=1 */; 直接让信号保留，记住，完成综合以后，要手工点击design fresh，这样才能在rvl文件中查找到该添加的测试信号。

后端约束lpf

不正确的约束，或者遗漏的约束，会致使跑的结果不符合预期。约束时，记得下边几个方面不要遗漏。

一、位置约束，这个和具体硬件相关，对照硬件PCB文件找到相应管脚便可，并添加IO的电平属性，也可经过ALLPORTS设置默认的电平。

1 LOCATE COMP "DDR_CLK_I" SITE "AD1" ;
2 IOBUF ALLPORTS IO_TYPE=LVCMOS33 ;
3 IOBUF PORT "CLK_27M_I" IO_TYPE=LVCMOS33 ;

二、时钟约束，在【tool--netlist view】下边，点net图标，点开clock可看到整个项目里的时钟信号，而后逐一确认时钟频率并添加约束。

1 FREQUENCY NET "ddr_arbiter_inst/ddr_core_inst/U1_clocking/clk_in_c" 100.0    MHz PAR_ADJ 5.0 ;
2 FREQUENCY NET "user_clk"            200.0 MHz PAR_ADJ 40.0 ;
3 FREQUENCY NET "*/U1_clocking/clkop" 400.0 MHz PAR_ADJ 80.0 ;

三、DDR约束，直接参考IP例子ddr3_x16_eval.lpf抄过来就好（最多确认下那些信号是否都有效），一般在下边目录：xxx\coregen_hwt_bit_v901_nocdr_noddr\ddr3_x16\ddr_p_eval\ddr3_x16\impl\lse

四、不须要时序分析的路径。Xilinx的约束是TIG，Lattice就是BLOCK，省得后端工具把时间耗费在这些不须要时序分析的路径上。

1 BLOCK PATH FROM CLKNET "clk_54m_pll" TO CLKNET "clk_148m5" ;
2 BLOCK NET    "video_rddr_scaler_inst/fifo_rst" ;

五、接口信号的上下拉设置，一般设置为NONE，对按键、IIC则设置为上拉PULLMODE=UP。

后端报告

后端跑完，关注的信息，包括：

• 运行时间，决定了迭代的周期多久，方便评估验证的效率。虽然报告没给出时间耗费，但有起始时间（下图synplify报告最前边几行）和最终产生bit的时间（看bit修改日期就知道），首尾作个减法就获得最终结果。

 

• 时序报告，score不能过高，具体得分须要逐条分析，从而评估bit的质量，或者是否适当提升时序约束频率，面积约束等策略。经过netlist的查看，检查时钟路径是否都覆盖，避免每次跑出版本的功能不具有一致性。
• 资源报告，评估后端风险，各个模块资源等

后记

先暂时列这些，想起了再补充。 

 

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by NicoWei
2019-3-8 23:00:48

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