IMPACT软件使用

XilinxIMPACT工具使用IMPACT5.4.1iMPACT综述与基本操作1.iMPACT简介iMPACT支持4种下载模式：边界扫描，从串模式、SelectMap模式以及Desktop配置模式。从串模式是一种常用配置电路，可用USB口或并口完成配置。SelectMap模式是一种并行配置模式，速度快，但需要使用多个信号管脚。Desktop模式是一种高速配置模式，可配置FPGA、PROM以及SystemACE，但需要专用的硬件设备。在实际中，由于边界扫描模式标准统一、设备简单，且可通过JTAG链路配置FPGA、CPLD以及PROM，使用最为广泛。因此本节主要基于边界扫描模式来介绍IMPACT的使用方法。当设计完成后，ISE调用BitGEN程序把布局布线后的.ncd文件转化成.bit文件，包括了配置数据和配置指令。如果使用JTAG模式，可直接将.bit文件通过iMPACT文件配置到FPGA芯片中。如果要用其它模式配置FPGA，则需要通过iMPACT进行格式转化，生成.mcs、.exo以及.hex等文件格式，表M对常用的配置文件进行比较和说明。对于FPGA器件，iMPACT能够直接将.bit位流文件下载到芯片中，或者将其转换为PROM器件的EXO/MCS文件格式，并下载到PROM芯片中。2.iMPACT用户界面有两种方法可以启动iMPACT软件，一种是在ISE过程管理区中，点击GenerateProgrammingFile前面的“+”号，再双击“ConfigureDevice”，在ISE环境下运行；另一种是通过点击“开始程序ISE9.1AccessoriesiMPACT”，在Windows环境下单独运行。iMPACT的用户界面主要由File、Edit、View、Operations、Options、Output、Debug、Window、Help菜单栏和常用工具栏组成。下面对常用的菜单栏操作进行简要介绍。File菜单File菜单包含了常见的文件操作，其中的“InitializeChain”用于自动完成边界扫描JTAG链上的器件类型和数目；“ExportProjecttoCDF”用于把向前项目信息保存到CDF（ChainDescriptionFile）文件中。Edit菜单Edit菜单包含了常用的配置操作，其中的“AddDevice”用于手动创建JTAG扫描链时添加PROM或FPGA芯片；“AssignConfigurationFile”用于指定配置文件；“EDITROM”用于修改和删除PROM芯片；“Preference”用于设定iMPACT的通用选项。View菜单View菜单包含了各个窗口显示/关闭的操作。Operations菜单Operations菜单包含了配置、验证、擦除以及各类验证操作。其中“Program”用于对器件编程，下载相应的配置文件；“Verify”用于验证下载是否正确；“Erase”用于擦除FPGA或PROM芯片内的内容。Options菜单Options菜单包含编程、擦除以及回读等选项。Output菜单Output菜单包含了常用的电缆操作。其中“CableAutoConnect”用于电缆自动连接；“DisconnectAllCables”用于断开所有电缆Debug菜单Debug菜单包含了JTAG扫描连所有的调试操作。其中“Start/StopDebugChain”用于启动或停止调试；“ChainIntegrityTest”用于扫描立案完整性测试；“IDCODETest”用于IDCODE测试。Window菜单Window菜单包含了窗口管理操作，如关闭窗口、上一下/下一个窗口等。Help菜单Help菜单包含了iMPACT的在线帮助和版本信息。5.4.2使用IMPACT创建配置文件一个设计经过综合、实现之后，需要为器件生成相应的编程文件。ISE中内嵌了比特流生成器，可生成FPGA以及PROM格式文件，从而实现动态配置，并验证数据是否正确。由于XilinxFPGA支持多种配置模式，因此在完成数据配置之前，需要选择一个合适的模式，以避免出现编程错误1.配置参数设置窗口在过程窗口中，选中[GenerateProgrammingFile]并单击右键打开[ProcessProperties]窗口，在其中可完成对各类编程参数的选择和配置。（1）通用参数设置窗口通用参数设置窗口如图5-36所示，主要选择配置文件的格式以及各种校验规则。图5-36通用参数（GeneralOptions）设置窗口其中相应的选项说明如下：RunDesignRulesChecker（DRC）：运行设计规则校验。建议使用该功能，在位流文件生成中进行规则校验，这样可对NCD文件进行评估。其默认值为选中。CreatBitFile：创建位流文件。用于设计在实现后生成可配置的比特文件。其默认值为选中。CreatBinaryConfigurationFile：创建二进制配置文件。其默认值为不选中。CreatASCIIConfigurationFile：创建ASCII配置文件。其默认值为不选中。CreatIEEE1532ConfigurationFile：创建符合IEEE1532标准的配置文件，仅对Virtex系列芯片有关。其默认值为不选中。CreatBitStreamCompression：使能比特文件压缩功能，可节约PROM的存储空间。其默认值为不选中。EnableDebuggingofSerialModeBitStream：使能比特文件的调试功能。其默认值为不选中。EnableCyclicRedundancyChecking（CRC）：使能循环冗余校验，在配置数据中添加4位校验码。其默认值为不选中。（2）配置参数设置窗口配置参数设置窗口如图5-37所示，主要完成配置电路所用管脚内部电阻的选择。图5-37配置参数（ConfigurationOptions）设置窗口其相应的选项说明如下：ConfigurationRate：配置数据速率。其默认值为4Mbps。ConfigurationClk（ConfigurationPins）：用于选择配置时钟管脚CCLK内部是否使用上拉电阻，有“Pullup”和“Float”两种选择。选择上拉可以减小时钟信号线上的干扰信号，默认值为选择内部上拉。ConfigurationPinM0：用于选择模式控制管脚M0的内部电阻阻值，有“PullUp”、“Float”和“PullDown”3种选择，分别对应着上拉、悬空和下拉，其电阻值的范围为50~100，上拉和下拉能在一定程度上减小干扰。默认值为选择内部上拉。ConfigurationPinM1：用于选择模式控制管脚M1的内部电阻阻值。同M0的说明。ConfigurationPinM2：用于选择模式控制管脚M2的内部电阻阻值。同M0的说明ConfigurationPinProgram：用于选择编程控制管脚PROG的内部电阻阻值，有“PullUp”、“Float”和“PullDown”3种选择，分别对应着上拉、悬空和下拉，上拉和下拉能在一定程度上减小干扰，避免非法操作。默认值为选择内部上拉。ConfigurationPinDone：用于选择DONE管脚的内部电阻阻值，有“PullUp”、“Float”和“PullDown”3种选择，分别对应着上拉、悬空和下拉，其电阻值的范围为2~18。由于DONE信号为集电极开路输出，必须有终端电阻才能正常工作，如果外部电路中没有上拉电阻，则必须选择“PullUp”；同样，在选择“Float”时，要保证外部电路中已有上拉电阻。ConfigurationPinInitConfigurationPinCSConfigurationPinDInConfigurationPinBusyConfigurationPinRdWrJTAGPinTCK：用于选择JTAG时钟管脚TCK的内部电阻阻值，有“PullUp”、“Float”和“PullDown”3种选择，分别对应着上拉、悬空和下拉，建议选择内部上拉。默认值为选择内部上拉。JTAGPinTDI：用于选择JTAG输入数据管脚TDI的内部电阻阻值，同TCK的说明。JTAGPinTDO：用于选择JTAG输出数据管脚TDO的内部电阻阻值，同TCK的说明。JTAGPinTMS：用于选择JTAG测试模式选择管脚TMS的内部电阻阻值，同TCK的说明。UnusedIOPins：用于选择未用管脚的内部电阻选择，同TCK的说明。默认值为FFFFFFFF。UserIDCode（8DigitalHexadecimal）：用户码身份输入，其格式为8个16进制数。DCIUpdateMode：用于选择设计DCI进行阻抗调整的模式，有“AsRequired”、“Continuous”和“Quiet（Off）”3种选择，分别对应着仅在需要时调整阻抗、连续调整阻抗以及达到初始后便不再调整阻抗的3种模式。默认值为“AsRequired”。（3）配置启动参数设置窗口配置启动参数设置窗口如图5-38所示，主要完成配置电路时钟信号以及时钟驱动方案的选择。图5-38配置启动参数（StartupOptions）设置窗口注意：图M的配置窗口对于不同系列的FPGA芯片是略存区别的。对于早期的Virtex和Spartan-2系列，还会有“ReleaseSet/Reset（OutputEvents）”等选项，用于设置多少个时钟周期后，复位/置位内部锁存器、触发器。其相应的选项说明如下：FPGAStart-UpClock：用于选择FPGA芯片的配置时钟，有“CCLK”、“UserClock”和“JTAGClock”3个可选项。当配置模式为主模式时，则配置时钟由FPGA芯片生成；当配置模式为从模式时，则配置时钟由外部提供。当配置PROM器件时，必须选择CCLK时钟；当选择JTAG模式的配置时钟，该时钟由JTAG接口TCK信号提供。用户自定义的配置时钟UserClock目前很少使用。默认值为CCLK。EnableInternalDonePipe：用于选择是否等待插入的延迟信号CFG_DONE后，DONE管脚有效，对于高速配置方案非常有效。默认值为不选择。Done（OutputEvents）：用于设置多少个CFG_DONE周期后，使DONE信号有效。默认值为4。EnableOutputs（OutputEvents）：用于设置多少个时钟周期后，将输入、输出管脚从三态条件释放到实际的输入、输出结构。默认值为5。ReleaseWriteEnable（OutputEvents）：用于设置多少个时钟周期后，释放全局写信号到触发器和存储器。如果选择“Done”参数，表示当Done脚为高时，释放写使能信号；选择“Keep”，用于保持当前的写使能信号。默认值为6。ReleaseDLL（OutputEvents）：用于设置等待多少个时钟周期后，DLL输出有效。默认值为“NoWait”。MatchCycle：用于设置是否等到DCI匹配后，再进入启动周期。默认值为“NoWait”。DriveDonePinHigh：用于设置是否将Done置高。默认值为不选中。（4）回读方式参数设置窗口回读方式参数设置窗口如图5-39所示，主要用于回读文件格式和回读模式的设置。图5-39回读方式参数（RaedbackOptions）设置窗口其相应的选项说明如下：Security：用于设置是否在回读和重新配置数据时设置保护模式，有“EnableReadbackandReconfiguration”、“DisableReadback”和“DisableReadbackandReconfiguration”3个选项，分别对应着使能回读和重新配置数据、禁止回读以及禁止回读和重新配置数据。其中，禁止回读和重配置是处于对设计保护考虑的；回读执行时，需要由M0/RTRIG脚产生一个上升沿来启动，需要一个外部的逻辑电路驱动CCLK时钟