【心得】Lattice后端使用经验小结（ECP5UM，DDR3，Diamond3.10，Reveal逻辑分析）
背景
下边的内容，适合初次使用Lattice的、具备FPGA开发经验的同学。
1、初次使用，还真遇到不少的坑，Lattice的工具也有不少优缺点，通过总结，希望能缩短熟悉的时间。
2、具体问题，欢迎留言交流。
DDR3 IP例化
LEF5UM器件，应用DDR3控制器IP。主要分几步：IP获取，安装，例化。
1、先在impl1目录下，右键，新建sbx文件，即Clarity Designer，通过该文件，进行IP的例化管理。
2、打开sbx，在选项卡“Lattice IP Server”里点击IP联网获取IP列表。
3、选择“DDR3 SDRAM Controller”，目前（18年12月）最新版本3.1，下载（格式exe）后安装到指定目录（如：C:\LatticeCore\ddr3_sdram_common_v3.1），这样可以在选项卡“Lattice IP”中看到“ddr3 sdram controller 3.1”。
4、打开ip，GUI界面如下，在本项目中，参考时钟（RefClock）来自单板晶振产生的100M，ddr的工作频率400M，双沿也就800M。Memory Type选择On-board Memroy，总线宽度16，配置x16，时钟宽度1。Data_rdy to Write Data Delay选择2，表示data_rdy有效之后必须在第2拍送数据。
注意：这里涉及时序收敛上的编码技巧。通常，用户逻辑数据先存入fifo，再送给ddr3控制器，再加上控制器要求2拍给数据，这样，fifo跟ddr3控制器之间时序就比较难收敛（如果很好收敛，那说明你在设计上已经关注到了这点），我的办法很简单，就是对fifo进行预读操作，在读使能送出之前，先预读3拍出来，等ddr发出读使能时，数据就不是从fifo到DDR3了，而是在这之间插入了几拍的寄存器，从而缓解了时序压力。
DDR3仿真
仿真脚本我会单独介绍，其实IP工程给出了仿真脚本，借用过来修改修改就可以使用。这里只提一个导致仿真只运行60多us就提前终止的小问题。
解决办法，请仔细阅读仿真工具的告警，工具明确说了，是Memory overflow，建议增加MEM_BITS参数或者定义MAX_MEM。绿色文字也给出了文件路径的指示，在ddr3_ddr3_x16.v中，include有参数文件
ddr3_parameters.vh，就是同一目录下，打开vh文件，搜索MEM_BITS，默认为10，修改为16即可。
小结：遇到问题先不慌张，认真阅读工具给出的提示信息，通常会有解决思路。有同学说英文不好咋办，那就复制粘贴到网上的翻译软件呗，不然还能凉拌？
bit/mcs烧录
Lattice工具一个不好用的地方，就是mcs烧录得讲究顺序，否则会报错。烧录mcs的步骤：
A、JTAG模式下，选择Erase Only。
B、选择SPI Flash，操作时可以不用verify，如下。
Reveal逻辑分析仪
FPGA厂家都会提供内嵌逻辑分析仪，Xilinx叫chipscope，Lattice的叫reveal，可以单独安装reveal程序，也可以在diamond工程中打开。在“File List”的“Debug Files”里，右键，点击Reveal Project Files，可新建*.rvl文件，相对Xilinx，这个rvl比较好用，复制veriog代码信号名，只要没被优化，就可以很快找到。
添加信号时，除了在trace signal setup里选择时钟和观察信号之外，另外还需要在trigger signal里设置，这点比Xilinx稍微麻烦点。
trigger设置也有套路。第一步，在trigger unit中拉入信号，可以在一个条件里，也可以分开，operator可以不用管，到时抓波形时可以修改的。第二步，在trigger exprssion里，直接把unit的name复制下来就好。
以上操作完毕，记得点击design rule check（下图靠上的图标），检查是否有错，然后点击insert debug，让逻辑分析的时钟自动添加到后端约束lpf文件里（在约束的首行）。
抓波形的其他技巧
- 若要保留抓波形的相关文件，需要复制*.bit，*.rvl和*.rvs文件，同时，对*.rvs文件内容的第一行进行修改，确保指向确定的文件。
- 出于测试目的，临时添加的信号，为防止被优化掉，可使用 reg signal_name/* synthesis syn_keep=1 */; 直接让信号保留，记住，完成综合之后，要手工点击design fresh，这样才能在rvl文件中查找到该添加的测试信号。
后端约束lpf
不正确的约束，或者遗漏的约束，会导致跑的结果不符合预期。约束时，记得下边几个方面不要遗漏。
1、位置约束，这个和具体硬件相关，对照硬件PCB文件找到相应管脚即可，并添加IO的电平属性，也可通过ALLPORTS设置默认的电平。
1 LOCATE COMP "DDR_CLK_I" SITE "AD1" ; 2 IOBUF ALLPORTS IO_TYPE=LVCMOS33 ; 3 IOBUF PORT "CLK_27M_I" IO_TYPE=LVCMOS33 ;
2、时钟约束，在【tool--netlist view】下边，点net图标，点开clock可看到整个项目里的时钟信号，然后逐一确认时钟频率并添加约束。
1 FREQUENCY NET "ddr_arbiter_inst/ddr_core_inst/U1_clocking/clk_in_c" 100.0 MHz PAR_ADJ 5.0 ;
2 FREQUENCY NET "user_clk" 200.0 MHz PAR_ADJ 40.0 ;
3 FREQUENCY NET "*/U1_clocking/clkop" 400.0 MHz PAR_ADJ 80.0 ;
3、DDR约束，直接参考IP例子ddr3_x16_eval.lpf抄过来就好（最多确认下那些信号是否都有效），通常在下边目录：xxx\coregen_hwt_bit_v901_nocdr_noddr\ddr3_x16\ddr_p_eval\ddr3_x16\impl\lse
4、不需要时序分析的路径。Xilinx的约束是TIG，Lattice就是BLOCK，免得后端工具把时间耗费在这些不需要时序分析的路径上。
1 BLOCK PATH FROM CLKNET "clk_54m_pll" TO CLKNET "clk_148m5" ; 2 BLOCK NET "video_rddr_scaler_inst/fifo_rst" ;
5、接口信号的上下拉设置，通常设置为NONE，对按键、IIC则设置为上拉PULLMODE=UP。
后端报告
后端跑完，关注的信息，包括：
- 运行时间，决定了迭代的周期多久，方便评估验证的效率。虽然报告没给出时间耗费，但有起始时间（下图synplify报告最前边几行）和最终产生bit的时间（看bit修改日期就知道），首尾做个减法就得到最终结果。
- 时序报告，score不能太高，具体得分需要逐条分析，从而评估bit的质量，或者是否适当提高时序约束频率，面积约束等策略。通过netlist的查看，检查时钟路径是否都覆盖，避免每次跑出版本的功能不具备一致性。
- 资源报告，评估后端风险，各个模块资源等
后记
先暂时列这些，想起了再补充。
=======================
by NicoWei
2019-3-8 23:00:48
=======================
