vivado调用IP核详细介绍

大家好，又到了每日学习的时间了，今天咱们来聊一聊vivado 调用IP核。
首先咱们来了解一下vivado的IP核，IP核（IP Core）：Vivado中有很多IP核可以直接使用，例如数学运算（乘法器、除法器、浮点运算器等）、信号处理（FFT、DFT、DDS等）。IP核类似编程中的函数库（例如C语言中的printf()函数），可以直接调用，非常方便，大大加快了开发速度。




使用Verilog调用IP核

这里简单举一个乘法器的IP核使用实例，使用Verilog调用。首先新建工程，新建demo.v顶层模块。

一、添加IP核

1. 点击Flow Navigator中的IP Catalog。


2. 选择Math Functions下的Multiplier，即乘法器，并双击。


3. 将弹出IP核的参数设置对话框。点击左上角的Documentation，可以打开这个IP核的使用手册查阅。这里直接设置输入信号A和B均为4位无符号型数据，其他均为默认值，点击OK。


4. 稍后弹出的窗口，点击Generate。


二、调用IP核

1. 选择IP Sources，展开并选择mult_gen_0 - Instantiation Template - mult_gen_0.veo，可以打开实例化模板文件。如图，这段代码就是使用Verilog调用这个IP核的示例代码。


2. 将示例代码复制到demo.v文件中，并进行修改，最终如下。代码中声明了无符号型的4位变量a和b，分别赋初值7、8，作为乘数使用；无符号型的8位变量p，用于保存计算结果。clk为Testbench编写的周期20ns的时钟信号；mult_gen_0 mul(...)语句实例化了mult_gen_0类型的模块对象mul，并将clk、a、b、p作为参数传入。

三、行为仿真验证

以demo为顶层模块，启动行为仿真，即可输出波形。设置a、b、p显示为无符号十进制（右击选择Radix - Unsigned Decimal）。如图，可以看到a=7, b=8，第一个时钟上升沿后p = a * b = 56。





框图（Block Design）中调用IP核

这里举一个简单的例子，通过调用乘法器IP核，产生一个能计算平方的新模块。

一、创建框图设计文件

1. 选择Flow Navigator中的Create Block Design，创建一个框图设计文件。


2. 输入文件名并点击OK。



二、添加IP核

1. 在框图空白处右击，选择Add IP。



2. 可以直接搜索需要的IP核，双击确认。


3. IP核即可被添加进来，可以用导线将其与其他器件连接。


4. 双击这个IP核符号，可以打开参数设置对话框。点击左上方的Documentation可以查看IP核的手册。这里将输入的A、B均设置为4为无符号型，其他为默认值，点击OK确认。



三、绘制电路

1. 右击Diagram窗口空白处，选择Create Port。



2. 弹出窗口中，设置端口a为4位输入信号，并点击OK。


3. 将a与A、B都连接起来。


4. 同样的方法，添加一个8位输出端口p，与P连接。



5. 再添加一个clk时钟输入端口，与CLK连接。


6. 最终结果如图。



四、仿真测试

1. 右击框图设计文件design_1，选择Create HDL Wrapper。


2. 选择第二项并点击OK。


3. 打开生成的design_1_wrapper.v文件如图，红框中的代码用来调用前面画好的Block Design模块。


4. 在design_1_wrapper.v文件中，添加Testbench代码即可进行行为仿真。修改代码如下，给输入信号a赋初值为8，clk连接到Testbench生成的时钟信号c上。
       5. 在Simulation Sources文件夹下，设置design_1_wrapper.v为行为仿真的顶层文件（右击，选择Set as Top）。



启动行为仿真，最终输出的波形如下。可以看到，在clk的第一个上升沿后，就有 p = a*a = 64，即实现了平方运算。