应用PlanAhead进行I/O规划

2. 设置禁止I/O 分配。

最大化【Package Pins】，如图10-45 所示， 和按钮配合，完成对器件引脚的
排序，如图中我们将所有VREF 引脚排在一起，选中所有VREF 引脚，右键功能选择【Set Prohibit】，禁止所有VREF 引脚的分配。

三、 定义兼容器件

在FPGA 设计开发阶段，PlanAhead 允许设计者定义互相兼容的芯片，这种方式可以将一个I/O约束应用于多个FPGA。
在【Device】或者【Package】窗口，在右键弹出菜单中选择【Make Part Compatible…】，选择互相兼容的器件。如图10-46。

四、 导入、分析I/O端口列表

PlanAhead能够导入多种不同格式的文件用于I/O引脚的规划。在产生综合网表之前，可以导入CSV、UCF和RTL格式的文件进行I/O引脚的分析和分配。但需要注意的是，使用这种早期I/O引脚规划方法的时候，因为没有综合网表，I/O分配工具和DRC校验工具不清楚设计中的时钟和各时钟之间的关系，也不清楚高速逻辑的具体情况，所以其分析并不完整。如果可能的话，导入综合网表后，再进行I/O分配。
运行命令【File】→【Import I/O Port…】→【From CSV…】导入CSV格式文件，CSV文件目录是PlanAhead_Tutorial\Sources\IO_port_import.csv。最大化【I/O Ports】窗口，如图10-47所示，可以看到默认情况下所有Ports的分布。单击【I/O Ports】窗口旁边的按钮，观察端口排列的变化。图中显示了各个端口的常用属性。

五、 清除导入的I/O约束
设计者可以在【Clock Regions】窗口、【I/O Ports】窗口或者【Package Pins】窗口选择一个或多个对象，或者单击按钮取消所有选择，再运行【Tools】→【Clear Placement Constraints】命令，打开图10-48所示窗口，其中有三个选项，【Instance placement】清除实例的布局规划，【I/O port placement】清除I/O端口布局规划，【Both】上述两种对象均清除。

在这个例子中，我们在【Package Pins】窗口选中一个指定的Pin脚，以选择【I/O port placement】为例。

单击【Next】按钮，打开图10-49所示对话框。选择【Unplace selected port】选项，单击【Next】，打开图10-50所示对话框，选中【Unplace one fixed port】，单击【Next】按钮，在出现的窗口单击【Finish】，清除一个I/O约束。
需要注意的是，这里的操作过程会随着设计者是否选择了对象，选择了几个对象，操作界面稍微有所不同。

六、 建立、配置I/O端口
在【I/O ports】窗口的右键菜单中选择【Create I/O Ports…】，弹出图10-51所示对话框，输入端口名如port_1，可以更改端口属性，也可以建立总线类型的端口。单击【OK】按钮，可以看到【I/O ports】窗口增加了一个端口。

配置I/O端口的操作方式与此类似，在右键菜单中选择【Configure I/O Ports…】即可。

七、 建立I/O端口的管理接口

最大化【I/O Ports】窗口，选择所有*USB_0*的端口，运行右键菜单命令【Create I/O Port Interface…】，在弹出的对话框中输入usb0_interafce，如图10-52，单击【OK】，可以看到，这些*USB_0*端口有了一个管理接口，名为usb0_interface，如图10-53。使用这个方法，可以方便PCB管理。

八、 分配I/O端口

PlanAhead提供了多种分配I/O端口的方法，可以自动分配，也有几种半自动分配方式，如将I/O端口分配到一个I/O Bank中【Place I/O Ports in an I/O Bank】，将I/O端口分配到一个指定的区域【Place I/OPorts in an Area】，和顺序分配I/O端口【Place I/O Ports Sequentially】。

需要注意，为了保证I/O分配的正确性，需要在执行I/O分配之前，打开I/O分配自动DRCs校验功能。执行【Tools】→【Options】→【General】，打开【Automatically enforce legal I/O placement】功能。

1. 自动分配I/O端口。

运行【Tools】→ 【Autoplace I/O Ports】即可完成I/O端口的自动分配。

2. 将I/O端口放置到一个I/O Bank中。

在图10-53所示的【I/O ports】窗口选择usb0_interface端口，在右键菜单中运行【Place I/O Ports in an I/O Bank】，或者在【Package】窗口单击按钮，可以看到与usb0_interafce相关的引脚都粘贴到鼠标上，在【Package】窗口拖动鼠标，找到合适的位置后单击鼠标左键，就可以完成I/O 端口的分配。

清除对usb0_interface 端口的分配，以方便进行下面的操作。

3. 将I/O 端口放置到一个区域中。

在图10-53 所示的【I/O ports】窗口选择usb0_interface 端口，在右键菜单中运行【Place I/O Ports in an Area】，或者在【Package】窗口单击按钮，这时可以在【Package】窗口拖动鼠标，画出一个适合放置所有I/O 端口的矩形框，释放鼠标，即可完成I/O 端口的分配。

清除对usb0_interface 端口的分配，以方便进行下面的操作。

4. 顺序放置I/O 端口。

在图10-53 所示的【I/O ports】窗口选择usb0_interface 端口，在右键菜单中运行【Place I/O Ports Sequentially】，或者在【Package】窗口单击按钮，这时可以在【Package】窗口拖动鼠标，按顺序放置所有I/O 端口，直到分配完所有的I/O 端口。需要说明的是，这里描述的是综合前I/O 端口分配，应用的是CSV 文件，没有综合网表，时钟引脚、高速收发器和差分对不会被工具自动处理，因此，进行此类引脚分配时需要特别注意。

九、 分配高速收发器和时钟逻辑
可以将综合后网表文件导入PlanAhead，然后在PlanAhead 中完成关键时钟，以及相关联的I/O 端口的分配。例如: PlanAhead 可以对某些逻辑进行分组，像高速收发器（Gigbit Transceiver，简称GT），以及相关联的I/O 对，再对这些分组进行逻辑位置的规划、端口的分配等操作。

完成分配，PlanAhead 还可以对完成的设计网表进行DRC、WASSO 校验，以防止规划出错。

打开一个基于网表的项目，完成逻辑对象布局及I/O 端口的分配。

1. 在PlanAhead 中运行【File 】→ 【Open Project 】， 打开如下文件
PlanAhead_Tutorial/Projects/project_cpu_netlist/project_cpu_netlist.ppr。
2. 切换到【Floorplan – io_planning_fp】窗口，运行【Edit】→【Find…】，打开图10-54 所示的查找对话框，按图中所示设置，单击【OK】。在查找结果中，单击【Cell】列两次，就会看到图10-55 所示结果，图中显示了项目中用到的时钟以及高速I/O 资源。

3. 再查找一次，按图10-56 所示设置查找选项，单击【OK】开始查找。图10-57为查找结果，选择所有查找结果，可以在【Device】窗口看到所选元素在器件中的具体位置，如图10-58 所示。

4. 创建位置约束。

在查找窗口选择Instance 标签，如图10-59 所示。可以看到设计中用到的全局时钟、高速I/O 资源。在【Device】窗口选择按钮，在Device 中创建位置约束。在查找窗口选择第一个GTP_DUAL，按住鼠标左键不放，将其拖放到图10-60 所示的GTP_DUAL 区域，当鼠标由圆形变为加号时，说明找到一个合适的位置，释放左键，这样就完成了一个对象的位置。用同样的方法放置剩余的对象，包括DCM 和BUFG。

需要注意的是，由于DCM 和BUFG 是相互关联的，所以放置DCM 和BUFG 时，相关联的对象要靠近放置。

完成位置约束的【Device】视图，如图10-60 所示。

十、 设计规则DRC 和同步翻转噪声WASSO 检查

在PlanAhead 中可以完成DRC 和WASSO（Weighted Average Simultaneously Switching Noise）的检查。

1. 在工具栏单击运行DRC 检查，弹出图10-61 窗口，按照图中所示设置各参数，单击【OK】按钮，开始DRC 检查。检查结果如图10-62 所示，有一个错误，从【Violation Properties】窗口可以看到，错误的原因是因为DCM 在DCM_ADV_X0Y3 位置，而BUFG 在BUFGCTRL_X0Y5 位置，并提示要纠正此错误，需要将DCM 和BUFG 放置在相同的半边区域内。因为X0Y3 位于器件中部上半部分，所以只需要将BUFG 约束到上半部分就可以了。

在Virtex-5 器件中，BUFG 分布在器件的中心位置，而且分为上半部分和下半部分。上半部分BUFG 供芯片顶部DCM 用，下半部分BUFG 供芯片底部DCM 用。图10-63 所示为BUFG 修改后的位置。再次运行DRC，会弹出【No violation found】对话框。

2. 运行【Tools】→【Run WASSO Analysis】，在弹出的对话框中使用默认值，单击【OK】，开始进行WASSO 分析，分析结果如图10-64 所示。

十一、 导出器件和I/O 引脚配置文件

运行【File】→【Export I/O Ports】命令，弹出图10-65 所示对话框，设置要导出的文件。