FPGA便捷开发-TCL商店（开源）

judy 在 周四, 03/31/2022 - 09:12 提交

作者： 碎碎思，文章来源： OpenFPGA微信公众号

TCL
在IC领域中常用的脚本有Tcl、Perl、Shell、Python等，在这些脚本里面，Tcl（“工具命令语言”（ 即Tcl的全称Tool Command Language））由于其语法简单，易上手等特点，在FPGA开发中越来越受到重视。

John K. Ousterhout于 1988 年开始开发 Tcl/Tk（读作“tickle tee-kay”），然后是加州大学伯克利分校的一名教授继续对它进行开发。目前TCL在很多EDA工具（Design Complier、quartus、Synplify、modesim、finesim、Vivado等）中都扮演重要角色，这也是为什么在FPGA设计中受到重视的主要原因。

TCL让FPGA开发更完美
目前FPGA几大厂商中，Xilinx和Intel无疑在国内占据很大市场，其对应的开发的EDA工具分别为Quartus II和Vivado（老版本ISE），接下来以Vivado为例简单说明其Tcl在开发过程中的应用。

Xilinx的设计套件Vivado相比上一代产品ISE，在运行速度、算法优化和功能整合等很多方面都有了显著地改进。其中约束语言XDC及脚本语言TCL的引入更是让其开发更加完美。

下面从几个方面说明一下Tcl在Vivado中的应用：

非工程模式（NoneProject Mode）
传统的FPGA开发都是通过GUI界面进行相关的“按钮”式操作，Vivado则在引入Tcl解释器后，可以通过非工程模式进行操作，一个Tcl脚本即可自动化建立工程，对工程进行分析。

提高编译效率
Vivado“出现”的比较晚，所以对于多线程的支持还是比较友好的，默认情况下，Vivado在Windows默认是2个线程（综合阶段，Windows/Linux操作系统都是2），实现阶段Windows默认也是2个线程（Linux操作系统的默认线程数为8），我们可以通过获取当前的线程数：

同时可以通过 设定期望的线程数：

使用Tcl定位目标
Vivado实现完成后，可以对出问题的路径进行分析，同时对网表中的目标进行查找、定位和遍历，其中常见的命令大家应该都有见过：

  • get_ports
  • get_cells/get_nets
  • get_pins

    • 以上只是简单介绍了几个Tcl在Vivado中的应用，还有很多很多方面Vivado的开发都不得不借助Tcl脚本，像XDC约束文本，等等。在一些“高级”应用中，像包括ECO、PR、HD Flow等等都是从Tcl脚本方式开始支持。

    所以在目前的FPGA开发模式中Tcl是一个绕不开的语言，同时其特点也让FPGA开发更完美。

    FPGA便捷开发-TCL商店
    Vivado在设计中集成了很多基础的Tcl命令，所有的命令及作用都在Xilinx官方文档UG835中，下面是链接（浏览器打开即可阅读）：
    https://www.xilinx.com/content/dam/xilinx/support/documentation/sw_manua...

    但是，一旦遇到自己想要的功能（比如：获取MMCM/PLL信息），但是Vivado中没有集成进去怎么办？

    今天的主角就闪亮登场了(铺垫够久了)-开源项目XilinxTclStore
    https://github.com/Xilinx/XilinxTclStore

    方面下载链接(后面都会提供)：
    https://gitee.com/mirrors_Xilinx/XilinxTclStore

    简介
    Tcl Store 是 Tcl 代码的开源存储库，主要用于 Xilinx Vivado 设计套件。应用程序是由所有者发布和维护的一个或多个 Tcl 脚本的组或集合。应用程序所有者充当该代码的看门人，我们只接受所有者对应用程序的贡献。此外，整个存储库由 Xilinx 官方管理，它控制对公共存储库的推送和审核。

    更多的介绍可以看视频（带字幕）

    项目的WIKI界面有更详细的介绍：
    https://github.com/Xilinx/XilinxTclStore/wiki/Xilinx-Tcl-Store-Home

    目前支持的几大部分如下：

    使用
    其实整个开源项目主要目的是可以大家集思广益对项目做贡献，使用时非常简单的，只需要两三步即可完成：

    Vivado界面：Tool--> Xilinx Tcl Store,点击Inatall即可安装：

    安装程序后，将报告应用程序中可用的 Tcl proc 列表以及一行摘要。

    安装程序后，proc 名称将更改为超链接。单击任何 proc 名称会打开一个带有帮助菜单项的上下文窗口。选择帮助会打开所选过程的嵌入式帮助信息。

    安装程序后，可以通过两种不同的方式访问属于该应用程序的所有 proc：
    来自 <::xilinx::myapp 命名空间>。当 Vivado 启动时，会自动为 <::xilinx::myapp 命名空间> 下所有已安装应用程序的所有 proc 创建一个入口点（包装器）。

    从定义 proc的应用命名空间 <::tclapp::mycompany::myapp>中。

    上面说的有点绕口，其实就在安装完成就有一个命令，如下（以designutils为例）：

    圆圈中的命令就可以直接在Tcl中运行

    上面就是方式一的调用方式。还有方式二不常用就举例如下：
    vivado> ::xilinx::debugutils::add_probe
    vivado> ::tclapp::xilinx::designutils::add_probe

    方式一常用的原因是可以带一些默认参数，例如 -help、-verbose 和 -quiet
    vivado> ::xilinx::designutils::add_probe -help

    使用比较简单，一些命令很有用，比如在ila中插入一个PROBE，当然可以结合自己的使用习惯建一些常见的Tcl命令。

    关于怎么提交自己的代码，可以看下这个项目的WIKI，讲解的很详细。

    总结
    今天介绍的项目，应该是方便、便捷大家开发FPGA的开源项目，对于一些不怎么常用Tcl的用户，可以慢慢学起来了，因为从目前看，一些高级的调试技巧都是从Tcl出发的。

    整个项目使用也是异常简单的，而且注意实时更新，因为官方会经常更新一些命令，对于一些比较成熟的项目，官方会集成到新的EDA工具中，更新方法如下：

    最后，还是感谢各个大佬开源的项目，让我们受益匪浅。后面有什么感兴趣方面的项目，大家可以在后台留言或者加微信留言，今天就到这，我是爆肝的碎碎思，期待下期文章与你相见。