增量綜合流程：

增量綜合的工作方式與增量實(shí)現(xiàn)流程相似，但僅適用于綜合階段，并且不會(huì)對(duì)緊隨其后的實(shí)現(xiàn)階段給予引導(dǎo)。

此流程需獨(dú)立的綜合參考文件(綜合后 DCP)，因此您需完成初始綜合運(yùn)行以獲取首個(gè)綜合后 DCP 文件。增量運(yùn)行會(huì)復(fù)用設(shè)計(jì)中未更改的部分，并且僅對(duì)已更改的部分進(jìn)行重新綜合。復(fù)用的各部分會(huì)在分區(qū)級(jí)別予以保留。

以下圖表顯示了含腳本的非工程流程：

圖：增量流程圖表

在 GUI 中支持通過以下兩種方法來指定參考檢查點(diǎn)：

使用自動(dòng)增量參考檢查點(diǎn)(當(dāng)前僅在 GUI 中受支持)

使用用戶指定的參考檢查點(diǎn)

要在工程模式下啟用自動(dòng)模式，請(qǐng)打開綜合設(shè)置，并選中“Automatically use the checkpoint from the previous run”(自動(dòng)使用上一輪運(yùn)行的檢查點(diǎn))選項(xiàng)。

在此模式下，綜合運(yùn)行將把最近的綜合后網(wǎng)表自動(dòng)復(fù)制到工程目錄本地的 /project.srcs/utils_1/import/design 區(qū)域內(nèi)。

完成整個(gè)流程后，新布線的檢查點(diǎn)即可立即用作為下一輪運(yùn)行的參考檢查點(diǎn)，并在運(yùn)行復(fù)位時(shí)進(jìn)行更新。 如不勾選自動(dòng)模式，也可輸入用戶指定的 DCP 作為參考檢查點(diǎn)，以便引導(dǎo)后續(xù)輪次的運(yùn)行。

圖：設(shè)計(jì)運(yùn)行設(shè)置

何時(shí)采用此流程：

當(dāng)設(shè)計(jì)所含實(shí)例數(shù)量超過 50K 時(shí)，始終建議啟用此流程。如果設(shè)計(jì)太小，由于改善的空間不夠大，將忽略增量模式，設(shè)計(jì)將以正常流程運(yùn)行。

當(dāng)綜合運(yùn)行超過 20 分鐘時(shí)，采用增量綜合流程前后的運(yùn)行時(shí)間平均比值為 2.06，改善顯而易見。下圖顯示了 26 個(gè)大型設(shè)計(jì)的加速趨勢(shì)，在對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行有限的更改時(shí)，可節(jié)省大量編譯時(shí)間(低至更改前的四分之一)。

下表所示每項(xiàng)設(shè)計(jì)所耗用的時(shí)間也證明，小幅更改設(shè)計(jì)的前提下，參考運(yùn)行時(shí)間越長(zhǎng)，通過增量運(yùn)行節(jié)省的時(shí)間就越多。因此，大型設(shè)計(jì)利用該流程獲益頗豐。

建議您始終為大型設(shè)計(jì)啟用自動(dòng)模式來運(yùn)行增量綜合。但要立即使用增量綜合，必須向參考檢查點(diǎn)寫入綜合數(shù)據(jù)。為此，可使用 write_checkpoint -incremental_synth 開關(guān)。

圖：部分設(shè)計(jì)示例中的編譯時(shí)間節(jié)省效果

此處隨附的 getSynStepsRunTime.sh 腳本(請(qǐng)點(diǎn)擊閱讀原文查看)可用于為 synth_design 的每個(gè)階段生成時(shí)間剖析表。

要運(yùn)行該腳本，您可按如下示例所示使用此命令并為初始運(yùn)行和增量運(yùn)行生成表格。“actual”(實(shí)際)列和“phase”(階段)列中羅列了用于每個(gè)階段的時(shí)間和累計(jì)時(shí)間。

getSynStepsRunTime.sh ./vivado.log

增量綜合運(yùn)行期間，下列步驟的編譯時(shí)間都比參考運(yùn)行更短：“RTL Optimization”(RTL 最優(yōu)化)、“Area Optimization”(面積最優(yōu)化)、“Timing Optimization”(時(shí)序最優(yōu)化)和“Technology Mapping”(技術(shù)映射)。

下表顯示了用戶設(shè)計(jì)示例。請(qǐng)注意參考運(yùn)行與增量運(yùn)行中每個(gè)綜合階段所耗費(fèi)的時(shí)間。由于這些階段占用了大部分的參考編譯時(shí)間，因此對(duì)總體運(yùn)行時(shí)間影響尤為顯著。

增量綜合期間，“RTL Elaboration”(RTL 細(xì)化)、“Constraint Validation”(約束確認(rèn))、“Applying XDC Timing Constraints”(應(yīng)用 XDC 時(shí)序約束)、“I/O Insertion”(I/O 插入)、“Global Opt”(全局最優(yōu)化)、“Netlist Generation”(網(wǎng)表生成)等其他階段以及其余用于拼接的階段在時(shí)間上所呈現(xiàn)的改善較少。

注釋：非關(guān)聯(lián)流程 (out-of-context) 另有所用，它能讓子模塊像各 IP 一樣來運(yùn)作，因此需要更多手動(dòng)干預(yù)，如創(chuàng)建模塊封裝文件和限定約束作用域。它也有助于改善編譯時(shí)間，如果您有靜態(tài)且無需更改的大型模塊，那么此流程能節(jié)省該模塊的最優(yōu)化時(shí)間。

可能影響增量綜合的因素：

采用此流程前，以下操作有助于您充分發(fā)揮增量流程的優(yōu)勢(shì)：

選擇正確的檢查點(diǎn)。您需確保參考檢查點(diǎn)與受引導(dǎo)的設(shè)計(jì)處于同一器件內(nèi)，綜合時(shí)采用的 Vivado 版本與當(dāng)前運(yùn)行采用的版本相同。不支持由不同版本生成的 DCP。最重要的是，參考 DCP 須在運(yùn)行同一綜合期間生成，并在 write_checkpoint 期間使用 -incremental_synth 開關(guān)來創(chuàng)建。

synth_design 設(shè)置應(yīng)始終保持不變，時(shí)序約束應(yīng)始終保持一致。

對(duì)受該流程影響的對(duì)象數(shù)量和跨邊界最優(yōu)化的數(shù)量加以限制，確保設(shè)計(jì)收斂的一致性和時(shí)序收斂。設(shè)計(jì)邏輯更改過多 (>50%) 可能導(dǎo)致更多模塊受到影響并且需要重新綜合，由此導(dǎo)致增加編譯時(shí)間或者引導(dǎo)的結(jié)果欠佳。

另外，如果少量設(shè)計(jì)更改引入了參考設(shè)計(jì)中不存在的新時(shí)序問題，則可能需要增加工作量和運(yùn)行時(shí)間，而且設(shè)計(jì)可能不滿足時(shí)序。下圖顯示了 M1 模塊和 M3 模塊間路徑因跨邊界最優(yōu)化而發(fā)生改變時(shí)，這兩個(gè)模塊進(jìn)行重新綜合的方式。

盡可能將更改局限在單一模塊中，否則任何發(fā)生更改或消隱的分區(qū)都需重新綜合。另外，為了防止發(fā)生跨邊界最優(yōu)化，您可在層級(jí)模塊名稱上使用 PRESERVE_BOUNDARY 屬性，前提是您已寄存輸入/輸出模塊端口。例如：set_property BLOCK_SYNTH.PRESERVE_BOUNDARY 1 [get_cells [list {M1 M3}]]

圖：利用跨模塊最優(yōu)化情況下的綜合參考運(yùn)行對(duì)比增量運(yùn)行

如果在設(shè)計(jì)中多次例化某個(gè)設(shè)計(jì)模塊，那么該模塊中的任何小幅更改都會(huì)對(duì)模塊的例化次數(shù)產(chǎn)生巨大影響。在此情況下，就需要考量設(shè)計(jì)更改的總量。

就通過增量綜合可減少編譯時(shí)間的效果而言，大型設(shè)始終計(jì)比小型設(shè)計(jì)獲益更多。

生成增量編譯時(shí)間節(jié)省報(bào)告：

綜合運(yùn)行 log 日志中包含網(wǎng)表復(fù)用百分比的詳細(xì)信息。

在此示例中，僅對(duì)一個(gè)小型實(shí)例進(jìn)行了修改，如果更改發(fā)生在某個(gè)子模塊內(nèi)，那么該表中也將列出該模塊的名稱。

總結(jié)：

我們通過采用增量綜合流程可以快速完成綜合運(yùn)行的迭代。該流程設(shè)置方便，并且對(duì)于設(shè)計(jì)一致性和編譯時(shí)間節(jié)省都大有益處。

審核編輯：湯梓紅