在Vivado中,您使用过TCL吗?

作者:宸宸,来源:FPGA开源工作室

Tcl介绍

Vivado是Xilinx最新的FPGA设计工具,支持7系列以后的FPGA及Zynq 7000的开发。与之前的ISE设计套件相比,Vivado可以说是全新设计的。无论从界面、设置、算法,还是从对使用者思路的要求,都是全新的;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。但是对初学者来说,新的约束语言XDC以及脚本语言Tcl的引入则成为了快速掌握Vivado使用技巧的最大障碍,以至于两年多后的今天,仍有很多用户缺乏升级到Vivado的信心。

本文介绍了Tcl在Vivado中的基础应用,希望起到抛砖引玉的作用,指引使用者在短时间内快速掌握相关技巧,更好地发挥Vivado在FPGA设计中的优势。

使用Tcl作为它的命令语言的好处:

1 Tcl提供了标准语法,一旦用户掌握了Tcl就可以很容易的发布命令给基于Tcl的程序

2 Tcl可作为程序间通信的接口

3 通过Tcl, Vivado具备了强大的设计分析能力
• 快速定位设计中的问题
• 减少设计迭代周期

基本语法和基础命令

在Vivado中的Tcl命令行里,学习这些基本语法

(Windows下 –> 开始 –> 所有程序 –> Xilinx Design Tools –> Vivado xxx –> Vivado xxx Tcl Shell)

01、命令格式

一条Tcl的命令串包含了多条命令时,用换行符或分号来隔开,而每一条命令包含了一个域的集合,域使用空白分开的,第一个域是一个命令的名字,其它的是作为参数来传给它。

02、数据类型

Tcl只支持一种数据结构:字符串。所有的命令、命令里的所有的参数、命令的结果、变量全部都是都是字符串。

简单实例:

set i 123 
       将123这个字符串赋值给i变量

unset i 
       清除变量

set i hi 
       将hi这个字符串赋值给i变量

set i "hi hello" 
       hi hello中有空格,所以加引号

set i 123;#开始注释
       注意: 注释前,要先用分号,把命令结束掉,或者换行注释  

03、设置变量


设置一个名为myVar的变量,其值为Hello World!

04、使用$符号引用变量


其中puts是打印命令

05、使用[]将命令返回值,作为新命令的参数


set j 232命令会返回值232
新命令就成了 set i 232

这里稍微复杂一点点的例子:
set i a[set j b][set k c]
最后的结果就是:j=b ; k=c ; i=abc

06、数组

数组不需要声明,直接赋值即可,也不必按照顺序来:
set i(1) 123 ; set i(16) hi

当然也支持任意维数的数组:
set i(1,2,3) hi
引用的时候直接$i(1,2,3)即可

parray命令
可以打印出一个数组的全部信息:


array命令
命令格式:array option arrayName

option 是 操作选项,有如下可选:
  name : 返回数组的所有元素的名称
  size : 返回数组的长度
  startsearch : 初始化一次遍历,返回一个遍历标识符(searchId),这个searchId在下面用到,(是可以多个遍历同时进行的)
  下面的命令格式为:array option arrayName searchId
  ->nextelement : 返回数组中下一个元素,如果没有返回空
  ->anymore : 如果接下来还有元素,返回1,否则返回0
  ->donesearch : 结束遍历


07、字符串命令

string命令:

命令格式:string option string1 string2

option 是 操作选项,有如下可选:
compare : 按照字母的排序方式比较,string1 <,=,>string2,分别返回-1,0,1
match : 判断string1和string2是否匹配
first : 检索string2中第一次出现string1的位置,如果没有出现string1则返回-1
last : 和first相反
trim : 从string1中删除开头和结尾的,string2的字符


命令格式:string option string
tolower : 返回string中的所有字符被转换为小写字符后的新字符串
toupper : 返回string中的所有字符串转换为大写后的字符串
trimleft : 去除string左空白,类似的还有trimright
length : 返回string1的长度


range :
string range abcdef 1 2,返回输出结果为bc

append命令:
字符串追加,可以无限拼接

set i a
append i b c d
puts $i123

i变量的值就成了 abcd,注意append i b c d命令,而不是append $i b c d

split命令
命令格式:split 字符串 分割符,将字符串转换为列表


08、数字操作

tcl中只有string类型的变量,所以当进行数字运算的时候,需要用到incr和expr操作命令

incr命令:
a变量自加-3:incr a -3
a变量自加1 : incr a

expr命令:
类似C语言中的算术操作符有(在Tcl 中的逻辑:真为1,假为0):
!、* 、/、 %、+、-、<<、 >> 、< 、> 、<= 、>= 、== 、!=、& 、^ 、|、&&、 || 、x ? y : z
除此之外,expr还能够识别一些函数及其返回值: abs(x) 、round(x) 、sin(x)、cos(x) 等
使用方法:expr 表达式


09、proc自定义函数

proc:

proc hello {str} {
puts hello:$str}

需要注意的是,如果不能一行写完,那建议按照如下格式来定义(主要是要将“{”放到第一行的末尾):
第一行: proc+(空格)+函数名+(空格)+{参数}+(空格)+{
中间行: 逻辑运算
最后行: }

全局变量global:
用于将过程中的局部变量变成外界可操作的全局变量

proc hello {} { global x set x hi set i hello}1234

上述代码,执行结果:


return命令:

proc hello {} {return world}
set i [hello]12

return命令没啥好说的,上述代码的结果是,将i变量赋值为world字符串

10、控制流和循环命令

Tcl语言中用于控制流程和循环的命令与C语言及其它高级语言中相似,包括if、while、for和foreach等等。

具体使用可以参考如下示例:


if 流控制:
这个同样建议按照格式来:
第一行: if+(空格)+{表达式}+(空格)+{
中间行: 逻辑运算
第N行: }+(空格)+else+(空格)+{
中间行: 逻辑运算
最后行: }

switch流控制 :
例子如下,一目了然:

switch 2 {
1 {puts 111}
2 {puts 222}
3 {puts 333}
default {puts xxx}
}

case流控制:

case abcd in a {puts 111} *bc* {puts 333} default {puts xxx} 1

上述程序对字符串abcd进行判断:
条件一 : 字符串为a
条件二 : 不管字符串的前后字符是啥,只要中间有bc子字符串即可
条件三 : default

foreach循环:

循环读取myVar变量的值并打印,那就需要这个foreach了

for循环:
TCL的for循环也是很类似C语言的:

for {set i 0} {$i < 10} {incr i} {
puts $i
}123

初始化i=0,范围 i<10 ,循环i=i+1

while循环:

判断变量的值,打印,变量再赋值就OK了

11、字符串转为命令

eval命令:
set a set ; set b i ; set c hello ; eval $a $b $c
上述代码就等效于:set i hello
eval将字符串的内容,作为命令,执行

12、打印输出

打印主要通过puts语句来执行,配合特殊符号,直接决定最终输出内容。



文章转载自:FPGA技术联盟
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