Intel® Quartus® Prime Pro Edition用户指南: 部分重配置

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ID 683834
日期 5/11/2020
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1. 创建一个部分重配置设计 2. 部分重配置解决方案IP用户指南 A. Intel® Quartus® Prime Pro Edition用户指南
1. 创建一个部分重配置设计 x
1.1. 部分重配置术语 1.2. 部分重配置过程序列 1.3. 内部主机部分重配置 1.4. 外部主机部分重配置 1.5. 部分重配置设计考量 1.6. 部分重配置设计流程 1.7. 层次化部分重配置(Hierarchical Partial Reconfiguration) 1.8. 部分重配置设计时序分析 1.9. 部分重配置设计仿真 1.10. 部分重配置设计调试 1.11. PR比特流安全性验证( Intel® Stratix® 10和 Intel® Agilex™ 设计) 1.12. PR比特流压缩和加密( Intel® Arria® 10和 Intel® Cyclone® 10 GX设计) 1.13. 避免PR编程错误 1.14. 对PR设计导出与版本兼容的编译数据库 1.15. 创建一个部分重配置设计修订历史
1.5. 部分重配置设计考量 x
1.5.1. 部分重配置设计指南 1.5.2. PR文件管理 1.5.3. 评估PR区域初始条件 1.5.4. 为PR区域创建封装逻辑(wrapper logic) 1.5.5. 为PR区域创建冻结逻辑(freeze logic) 1.5.6. 复位PR区域寄存器 1.5.7. 在PR区域中提升全局信号 1.5.8. 规划时钟和其他全局布线 1.5.9. 对存有初始化内容的片上存储器实现时钟使能
1.5.7. 在PR区域中提升全局信号 x
1.5.7.1. 查看行时钟区域边界
1.5.9. 对存有初始化内容的片上存储器实现时钟使能 x
1.5.9.1. 时钟门控(Clock Gating)
1.6. 部分重配置设计流程 x
1.6.1. 步骤1：识别部分重配置资源 1.6.2. 步骤2：创建设计分区 1.6.3. 步骤3：规划设计 1.6.4. 步骤4：添加Partial Reconfiguration Controller Intel® FPGA IP 1.6.5. 步骤5：定义角色 1.6.6. 步骤6：为角色创建修订版 1.6.7. 步骤7：编译基本修订版和导出静态区域 1.6.8. 步骤8：设置PR实现修订版 1.6.9. 步骤9：对FPGA器件进行编程
1.6.3. 步骤3：规划设计 x
1.6.3.1. 逐步应用布局约束(Applying Floorplan Constraints Incrementally)
1.6.4. 步骤4：添加Partial Reconfiguration Controller Intel® FPGA IP x
1.6.4.1. 添加Partial Reconfiguration Controller Intel FPGA IP 1.6.4.2. 添加Partial Reconfiguration Controller Intel® Arria® 10/Cyclone 10 FPGA IP
1.6.9. 步骤9：对FPGA器件进行编程 x
1.6.9.1. 生成PR比特流文件 1.6.9.2. 部分重配置比特流兼容性检查 1.6.9.3. 原始二进制编程文件字节序列传输示例 1.6.9.4. 从多个.pmsf文件生成一个合并的.pmsf文件
1.8. 部分重配置设计时序分析 x
1.8.1. 在汇总修订版上运行时序分析
1.9. 部分重配置设计仿真 x
1.9.1. 部分重配置仿真流程
1.9.1. 部分重配置仿真流程 x
1.9.1.1. 仿真PR角色替换 PR角色切换仿真的RTL Wrapper 1.9.1.2. altera_pr_persona_if Module 1.9.1.3. altera_pr_wrapper_mux_out Module 1.9.1.4. altera_pr_wrapper_mux_in Module
1.10. 部分重配置设计调试 x
1.10.1. 使用Signal Tap Logic Analyzer对PR设计进行调试
1.11. PR比特流安全性验证( Intel® Stratix® 10和 Intel® Agilex™ 设计) x
1.11.1. PR比特流安全性用例( Intel® Stratix® 10和 Intel® Agilex™ 设计) 1.11.2. 使用PR比特流安全性验证( Intel® Stratix® 10和 Intel® Agilex™ 设计)
1.12. PR比特流压缩和加密( Intel® Arria® 10和 Intel® Cyclone® 10 GX设计) x
1.12.1. 生成加密的PR比特流( Intel® Arria® 10或者 Intel® Cyclone® 10 GX设计) 1.12.2. 比特流加密和压缩的时钟数据比( Intel® Arria® 10或者 Intel® Cyclone® 10 GX设计) 1.12.3. 数据压缩比较
1.14. 对PR设计导出与版本兼容的编译数据库 x
1.14.1. PR设计的版本兼容的数据库流程 1.14.2. 对PR设计生成一个版本兼容的编译数据库
2. 部分重配置解决方案IP用户指南 x
2.1. 内部和外部PR主机配置 2.2. Partial Reconfiguration Controller Intel® FPGA IP 2.3. Partial Reconfiguration Controller Intel® Arria® 10 /Cyclone 10 FPGA IP 2.4. Partial Reconfiguration External Configuration Controller Intel® FPGA IP 2.5. Partial Reconfiguration Region Controller Intel® FPGA IP 2.6. Avalon-MM Partial Reconfiguration Freeze Bridge Intel® FPGA IP 2.7. Avalon-ST Partial Reconfiguration Freeze Bridge Intel® FPGA IP 2.8. 生成和仿真 Intel® FPGA IP 2.9. Intel® Quartus® Prime Pro Edition用户指南：部分重配置存档 2.10. 部分重配置解决方案IP用户指南修订历史
2.2. Partial Reconfiguration Controller Intel® FPGA IP x
2.2.1. 存储器映射(Memory Map) 2.2.2. 参数 2.2.3. 端口 2.2.4. 时序规范
2.3. Partial Reconfiguration Controller Intel® Arria® 10 /Cyclone 10 FPGA IP x
2.3.1. 从接口(Slave Interface) 2.3.2. 重配置序列 2.3.3. 中断接口(Interrupt Interface) 2.3.4. 参数 2.3.5. 端口 2.3.6. 时序规范 2.3.7. PR控制模块和CRC模块Verilog HDL手动例化 2.3.8. PR控制模块和CRC模块VHDL手动例化 2.3.9. PR控制模块信号 2.3.10. 为 Intel® Arria® 10或者 Intel® Cyclone® 10 GX设计配置一个外部主机
2.3.4. 参数 x
2.3.4.1. 错误检测CRC要求
2.3.8. PR控制模块和CRC模块VHDL手动例化 x
2.3.8.1. PR控制模块和CRC模块VHDL组件声明
2.3.9. PR控制模块信号 x
2.3.9.1. PR控制模块信号时序图
2.4. Partial Reconfiguration External Configuration Controller Intel® FPGA IP x
2.4.1. 参数 2.4.2. 端口 2.4.3. 为 Intel® Stratix® 10或者 Intel® Agilex™ 设计配置一个外部主机
2.5. Partial Reconfiguration Region Controller Intel® FPGA IP x
2.5.1. 寄存器 2.5.2. 参数 2.5.3. 端口
2.6. Avalon-MM Partial Reconfiguration Freeze Bridge Intel® FPGA IP x
2.6.1. 参数 2.6.2. 接口端口
2.7. Avalon-ST Partial Reconfiguration Freeze Bridge Intel® FPGA IP x
2.7.1. 参数 2.7.2. 端口
2.8. 生成和仿真 Intel® FPGA IP x
2.8.1. 生成IP Core ( Intel® Quartus® Prime Pro Edition) 2.8.2. 运行Freeze Bridge Update脚本 2.8.3. IP核生成输出（ Intel® Quartus® Prime Pro Edition） 2.8.4. Intel® Arria® 10和 Intel® Cyclone® 10 GX PR控制模块仿真模型 2.8.5. 生成PR角色仿真模型
1. 创建一个部分重配置设计
2. 部分重配置解决方案IP用户指南
A. Intel® Quartus® Prime Pro Edition用户指南

1.9.1.1. 仿真PR角色替换

当在部分重配置过程中加载新角色时，PR分区的逻辑操作会更改。在使用多路复用器在仿真的角色的输入和输出上仿真角色的替换。创建RTL wrapper逻辑以代表角色的顶层。wrapper在编译期间例化默认角色。在仿真过程中，wrapper支持将活动角色替换为另一个角色。在 Intel® Quartus® Prime EDA Netlist Writer创建的PR仿真模型中将每个角色例化为行为RTL。 Intel® Quartus® Prime软件包括仿真模块，可与仿真测试台连接：
  • altera_pr_wrapper_mux_in
  • altera_pr_wrapper_mux_out
  • altera_pr_persona_if (SystemVerilog实例使您能够将wrapper multiplexer连接到testbench driver)
图 32. PR角色切换的仿真

PR角色切换仿真的RTL Wrapper

altera_pr_wrapper_mux_out模块的pr_activate输入使MUX输出X。此功能允许PR角色的未知输出的仿真，还验证设计冻结逻辑的正常运行。以下代码对应于PR角色切换的仿真，如上图所示： 

module pr_core_wrapper
(
   input wire a,
   input wire b,
   output wire o
);

localparam ENABLE_PERSONA_1 = 1;
localparam ENABLE_PERSONA_2 = 1;
localparam ENABLE_PERSONA_3 = 1;
localparam NUM_PERSONA = 3;

logic pr_activate;
int persona_select;

altera_pr_persona_if persona_bfm();
assign pr_activate = persona_bfm.pr_activate;
assign persona_select = persona_bfm.persona_select;


wire a_mux [NUM_PERSONA-1:0];
wire b_mux [NUM_PERSONA-1:0];
wire o_mux [NUM_PERSONA-1:0];

generate
   if (ENABLE_PERSONA_1) begin
      localparam persona_id = 0;

      `ifdef ALTERA_ENABLE_PR_MODEL
         assign u_persona_0.altera_sim_pr_activate = pr_activate;
      `endif

      pr_and u_persona_0
      (
         .a(a_mux[persona_id]),
         .b(b_mux[persona_id]),
         .o(o_mux[persona_id])
      );
   end
endgenerate

generate
   if (ENABLE_PERSONA_2) begin
      localparam persona_id = 1;

      `ifdef ALTERA_ENABLE_PR_MODEL
         assign u_persona_1.altera_sim_pr_activate = pr_activate;
      `endif

      pr_or u_persona_1
      (
         .a(a_mux[persona_id]),
         .b(b_mux[persona_id]),
         .o(o_mux[persona_id])
      );

   end
endgenerate

generate
   if (ENABLE_PERSONA_3) begin
      localparam persona_id = 2;

      `ifdef ALTERA ENABLE PR MODEL
         assign u_persona_2.altera_sim_pr_activate = pr_activate;
      `endif

      pr_empty u_persona_2
      (
         .a(a_mux[persona_id]),
         .b(b_mux[persona_id]),
         .o(o_mux[persona_id])
      );

   end
endgenerate


altera_pr_wrapper_mux_in #(.NUM_PERSONA(NUM_PERSONA), .WIDTH(1)) \
     u_a_mux(.sel(persona_select), .mux_in(a), .mux_out(a_mux));

altera_pr_wrapper_mux_in #(.NUM_PERSONA(NUM_PERSONA), .WIDTH(1)) \
     u_b_mux(.sel(persona_select), .mux_in(b), .mux_out(b_mux));

altera_pr_wrapper_mux_out #(.NUM_PERSONA(NUM_PERSONA), .WIDTH(1)) \
     u_o_mux(.sel(persona_select), .mux_in(o_mux), .mux_out(o), .pr_activate \
     (pr_activate));

endmodule
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