作者： Jeson Zhang，文章来源： Ingdan FPGA微信公众号
1. 什么是DFX
从Vivado2019.1开始，Xilinx为之前的Partial Reconfiguration（部分重配置）功能取了个新名字--Dynamic Function eXchange（动态功能交换），在Vivado ML 2021.1, DFX是一项基本特性，不再和之前版本里的PR功能一样需要特定License。
Xilinx认为：DFX 技术允许设计者动态修改功能性，无需全面重配置和重构建链路，极大地增强了 FPGA 提供的灵活性；它是平台化设计流程的关键功能，对于Alveo 加速卡而言，尤为明显。使用 DFX 有助于设计者转而采用更少或更小的器件，降低功耗并提高系统升级能力。随时按需加载功能，更有效利用芯片。现在DFX也是高层次设计特性的一部分，并列于HLS，IPI，Model composel。
但标准的Vivado DFX开发流是有一些局限问题的：
DFX 设计需要专门的设计结构与布局，以匹配“片内芯片”模式。这种比较僵化的结构可能会导致设计处理时间拖长，从而导致Time To Market的时间拉长。
作为平台化设计，可重配置模块可能是给其他团队开发的，但是标准的VivadoDFX 需要complete locked static image，这样可能会导致静态设计部分的泄露。
2. 改进的Abstract shell DFX
目前对于Ultrascale+器件，Xilinx提供了面向Abstract shell的DFX，对于Abstract shell，可以理解为是保留静态设计部分的最小必要bit流。
右边是Standard DFX设计，左边是Abstract shell DFX，可以看见右边的静态区域显著减小，这对于编译来讲，会显著减少编译时间，另外由于静态设计是绝大部分不可见的，保证了静态设计的安全。
从设计流程上来比较，Standard DFX与之前版本的PR设计是相同的，Abstract shell DFX相比于Standard DFX，是多了write_abstract_shell封装成黑盒子，以及pr_verify 验证结果。
3. AbstractShell DFX 开发流程
1. UG947在附录里有提供参考工程，以这个工程为基础，generate，完成Implementation后，打开imp文件夹，可以看见以下几个文件。
其中，top_routed包含了全部PR信息，top_routed_bb只包含了静态设计部分，U_count和U_Shift是两个可重配置模块。
2. 为u_count 和u_shift instances创建Abstract shell
write_abstract_shell -force -cell u_count ./abstract_shell/ab_sh_count.dcp
write_abstract_shell -force -cell u_shift ./abstract_shell/ ab_sh_shift.dcp
就可以分别为Count RP, Shift RP创建对应的DCP文件。
3. 查看对比Checkpoint
从左到右分别是包含全部设计的Checkpoint，只包含静态设计的checkpoint，count RM的checkpoint，很明显可以看到对于Count RM的Abstract shell，绝大部分已经被删除屏蔽，Count的Abstract shell中也没有包括Shift。
在基于Conut RM的Abstract shell上，我们可以继续开发，比如添加封装好的网表文件一起link，再添加RM模块，此处不再赘述。
4. 生成full和Partial比特流
在基于Abstract shell的DFX，相比于Standard DFX，因为每个RM都是独立于静态设计实现，所以不需要创建多个配置文件。
使用source create_all_bitstreams_via_configs_vcu118.tcl，生成full和partition的比特流，之后就可以上板，进行硬件调试了。
4. 总结
在DFX设计里，Xilinx提出了几个建议：
1）Think “FPGA inside an FPGA”: Each Reconfigurable Partition (RP) is like itsown FPGA within the fabric;
2）Simplify IO of each RP as much as possible: Reducing number of ports, especially clocks,will improve routability;
3）Build the design requirements up incrementally: Add requirements one at a time to solvechallenges incrementally;
4）Iterate on most difficult configuration first: Establish static design first, especiallyinterfaces to RP;
5）Consider reconfiguration events early in thedesign process: Partial bitstream delivery and decoupling aredesigner’s responsibility;
总而言之，DFX就像在FPGA里面又给了一块FPGA，可以动态加载功能，为了实现FPGA嵌入FPGA，在设计中需要注意简化IO，提高路由性，解耦合模块等，而Abstract shell DFX是Xilinx对于先进制程的器件在Standard DFX上的局限性提出的优化功能后的方法。
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