Xilinx FPGA 使用者原語介紹

原語，即primitive。不同的廠商，原語不同；同一家的fpga，不同型號的晶元，可以也不一樣；原語類似最底層的描述方法。使用原語的好處，可以直接例化使用，不用定製ip；即可通過複製原語的語句，然後例化ip，就可使用；xilinx是通過直接修改原語中的引數再例化ip來使用；xilinx公司的原語分為10類，包括：計算元件，io埠元件，暫存器/鎖存器，時鐘元件，處理器元件，移位暫存器，配置和檢測元件，ram/rom元件，slice/clb元件，g-tranceiver。下圖所示為ug799中對原語的分類列表。

專案中主要用到的原語與io埠有關，所以基本在input/output functions 和io兩類中。下面著重介紹實際中所用到的幾個原語，晶元a7系列。

1. ibuf和ibufds（io）

ibuf是輸入快取，一般vivado會自動給輸入訊號加上，ibufds是ibuf的差分形式，支援低壓差分訊號（如lvcmos、lvds等）。在ibufds中，乙個電平介面用兩個獨特的電平介面（i和ib）表示。乙個可以認為是主訊號，另乙個可以認為是從訊號。主訊號和從訊號是同乙個邏輯訊號，但是相位相反。

舉例說明：

lvds_25的差分輸入的adc資料。

ibufds #( // 差分輸入原語，用於lvds_25埠

.diff_term("true"),

.iostandard("lvds_25")

) ibufds_adc01 (

.o(adc01_d[i]),

.i(adc01_p_d[i]),

.ib(adc01_n_d[i])

);2. iddr（input/output functions）

被設計用來接收ddr資料，避免額外的時序複雜性。

舉例說明：

差分資料來源經過差分轉單端後，生產adc01_d，在同步時鐘adc01_dco的驅動下，產生ddr資料adc01_a_d和adc01_b_d。

iddr #(

.ddr_clk_edge("same_edge_pipelined"),

.init_q1(1'b0),

.init_q2(1'b0),

.srtype("sync")

) iddr_adc01_d (

.q1(adc01_a_d),

.q2(adc01_b_d),

.c(adc01_dco),

.ce(1'b1),

.d(adc01_d),

.r(1'b0),

.s(1'b0)

);3. ibufg和ibufgds（io）

ibufg即輸入全域性緩衝，是與專用全域性時鐘輸入管腳相連線的首級全域性緩衝。所有從全域性時鐘管腳輸入的訊號必須經過ibuf元，否則在布局佈線時會報錯。 ibufg支援agp、ctt、gtl、gtlp、hstl、lvcmos、lvdci、lvds、lvpecl、lvttl、pci、pcix和 sstl等多種格式的io標準。

ibufgds是ibufg的差分形式，當訊號從一對差分全域性時鐘管腳輸入時，必須使用ibufgds作為全域性時鐘輸入緩衝。ibufg支援blvds、ldt、lvd***t、lvds、lvpecl和ulvds等多種格式的io標準。

舉例說明：

差分時鐘晶元輸入的100mhz時鐘，作為fpga的全域性時鐘。

ibufgds #(

.diff_term ("true" ),

.ibuf_low_pwr ("false")

) u_ibufg_clk_100 (

.i (fp_clk_100m_p),

.ib (fp_clk_100m_n),

.o (clk_100m )

);

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