インテル® Quartus® Primeプロ・エディション ユーザーガイド: パーシャル・リコンフィグレーション

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ID 683834
日付 5/11/2020
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ドキュメント目次
ドキュメント目次 x
1. パーシャル・リコンフィグレーション・デザインの作成 2. パーシャル・リコンフィグレーション・ソリューションIPユーザーガイド A. インテル® Quartus® Primeプロ・エディション ユーザーガイド
1. パーシャル・リコンフィグレーション・デザインの作成 x
1.1. パーシャル・リコンフィグレーション用語 1.2. パーシャル・リコンフィグレーション・プロセス・シーケンス 1.3. 内部ホストのパーシャル・リコンフィグレーション 1.4. 外部ホストのパーシャル・リコンフィグレーション 1.5. パーシャル・リコンフィグレーション・デザインの考慮事項 1.6. パーシャル・リコンフィグレーション・デザイン・フロー 1.7. 階層型パーシャル・リコンフィグレーション 1.8. パーシャル・リコンフィグレーション・デザインのタイミング解析 1.9. パーシャル・リコンフィグレーション・デザインのシミュレーション 1.10. パーシャル・リコンフィグレーション・デザインのデバッグ 1.11. PRビットストリームのセキュリティー検証 (インテルStratix 10および インテル® Agilex™ デザイン) 1.12. PRビットストリームの圧縮および暗号化 (インテルArria 10および インテル® Cyclone® 10 GXデザイン) 1.13. PRプログラミング・エラーの回避 1.14. PRデザインのバージョン互換コンパイル・データベースのエクスポート 1.15. パーシャル・リコンフィグレーション・デザインの作成の改訂履歴
1.5. パーシャル・リコンフィグレーション・デザインの考慮事項 x
1.5.1. パーシャル・リコンフィグレーション・デザイン・ガイドライン 1.5.2. PRファイルの管理 1.5.3. PR領域の初期条件の評価 1.5.4. PR領域に対するラッパーロジックの作成 1.5.5. PR領域に対するフリーズロジックの作成 1.5.6. PR領域レジスターのリセット 1.5.7. PR領域でのグローバル信号の昇格 1.5.8. クロックおよびその他のグローバル配線のプランニング 1.5.9. 内容を初期化したオンチップメモリーのクロックイネーブルの実装
1.5.7. PR領域でのグローバル信号の昇格 x
1.5.7.1. 行クロック領域境界の表示
1.5.9. 内容を初期化したオンチップメモリーのクロックイネーブルの実装 x
1.5.9.1. クロック・ゲーティング
1.6. パーシャル・リコンフィグレーション・デザイン・フロー x
1.6.1. ステップ1 : パーシャル・リコンフィグレーションのリソースの特定 1.6.2. ステップ2 : デザイン・パーティションの作成 1.6.3. ステップ3 : デザインのフロアプラン 1.6.4. ステップ4 : Partial Reconfiguration Controller Intel FPGA IPの追加 1.6.5. ステップ5 : ペルソナの定義 1.6.6. ステップ6 : ペルソナのリビジョンの作成 1.6.7. ステップ7 : ベースリビジョンのコンパイルとスタティック領域のエクスポート 1.6.8. ステップ8 : PR実装リビジョンのセットアップ 1.6.9. ステップ9 : FPGAデバイスのプログラミング
1.6.3. ステップ3 : デザインのフロアプラン x
1.6.3.1. フロアプラン制約の段階的適用
1.6.4. ステップ4 : Partial Reconfiguration Controller Intel FPGA IPの追加 x
1.6.4.1. Partial Reconfiguration Controller Intel FPGA IPの追加 1.6.4.2. Partial Reconfiguration Controller Intel Arria 10/Cyclone 10 FPGA IPの追加
1.6.9. ステップ9 : FPGAデバイスのプログラミング x
1.6.9.1. PRビットストリーム・ファイルの生成 1.6.9.2. パーシャル・リコンフィグレーション・ビットストリームの互換性チェック 1.6.9.3. ロウ・バイナリ・プログラミング・ファイル・バイト・シーケンスの送信例 1.6.9.4. 複数の .pmsfファイルをマージして1つの .pmsfファイルを生成する
1.8. パーシャル・リコンフィグレーション・デザインのタイミング解析 x
1.8.1. 集約リビジョンでのタイミング解析の実行
1.9. パーシャル・リコンフィグレーション・デザインのシミュレーション x
1.9.1. パーシャル・リコンフィグレーション・シミュレーション・フロー
1.9.1. パーシャル・リコンフィグレーション・シミュレーション・フロー x
1.9.1.1. PRペルソナ置き換えのシミュレーション 1.9.1.2. altera_pr_persona_if モジュール 1.9.1.3. altera_pr_wrapper_mux_out モジュール 1.9.1.4. altera_pr_wrapper_mux_in モジュール
1.10. パーシャル・リコンフィグレーション・デザインのデバッグ x
1.10.1. Signal Tap Logic Analyzerを使用したPRデザインのデバッグ
1.11. PRビットストリームのセキュリティー検証 (インテルStratix 10および インテル® Agilex™ デザイン) x
1.11.1. PRビットストリームのセキュリティーの使用ケース (インテルStratix 10および インテル® Agilex™ デザイン) 1.11.2. PRビットストリームのセキュリティー検証の使用 (インテルStratix 10および インテル® Agilex™ デザイン)
1.12. PRビットストリームの圧縮および暗号化 (インテルArria 10および インテル® Cyclone® 10 GXデザイン) x
1.12.1. 暗号化PRビットストリームの生成 (インテルArria 10または インテル® Cyclone® 10 GXデザイン) 1.12.2. ビットストリームの暗号化および圧縮のClock-to-Data比 （インテルArria 10または インテル® Cyclone® 10 GXデザイン) 1.12.3. データ圧縮の比較
1.14. PRデザインのバージョン互換コンパイル・データベースのエクスポート x
1.14.1. PRデザインのバージョン互換データベースのフロー 1.14.2. PRデザインのバージョン互換コンパイル・データベースの生成
2. パーシャル・リコンフィグレーション・ソリューションIPユーザーガイド x
2.1. 内部および外部PRホスト・コンフィグレーション 2.2. Partial Reconfiguration Controller Intel® FPGA IP 2.3. Partial Reconfiguration Controller Intel Arria 10/Cyclone 10 FPGA IP 2.4. Partial Reconfiguration External Configuration Controller Intel® FPGA IP 2.5. Partial Reconfiguration Region Controller Intel® FPGA IP 2.6. Avalon-MM Partial Reconfiguration Freeze Bridge Intel® FPGA IP 2.7. Avalon-ST Partial Reconfiguration Freeze Bridge Intel® FPGA IP 2.8. インテルFPGA IPの生成およびシミュレーション 2.9. インテル® Quartus® Primeプロ・エディション ユーザーガイド : パーシャル・リコンフィグレーションのアーカイブ 2.10. パーシャル・リコンフィグレーション・ソリューションIPユーザーガイド 改訂履歴
2.2. Partial Reconfiguration Controller Intel® FPGA IP x
2.2.1. メモリーマップ 2.2.2. パラメーター 2.2.3. ポート 2.2.4. タイミング仕様
2.3. Partial Reconfiguration Controller Intel Arria 10/Cyclone 10 FPGA IP x
2.3.1. スレーブ・インターフェイス 2.3.2. リコンフィグレーション・シーケンス 2.3.3. 割り込みインターフェイス 2.3.4. パラメーター 2.3.5. ポート 2.3.6. タイミング仕様 2.3.7. PR制御ブロックおよびCRCブロックVerilog HDLの手動インスタンス化 2.3.8. PR制御ブロックおよびCRCブロックのVHDL手動インスタンス化 2.3.9. PR制御ブロック信号 2.3.10. インテルArria 10または インテル® Cyclone® 10 GXデザイン向け外部ホストのコンフィグレーション
2.3.4. パラメーター x
2.3.4.1. エラー検出CRCの要件
2.3.8. PR制御ブロックおよびCRCブロックのVHDL手動インスタンス化 x
2.3.8.1. PR制御ブロックおよびCRCブロックのVHDLコンポーネント宣言
2.3.9. PR制御ブロック信号 x
2.3.9.1. PR制御ブロック信号のタイミング図
2.4. Partial Reconfiguration External Configuration Controller Intel® FPGA IP x
2.4.1. パラメーター 2.4.2. ポート 2.4.3. インテルStratix 10または インテル® Agilex™ デザイン向け外部ホストのコンフィグレーション
2.5. Partial Reconfiguration Region Controller Intel® FPGA IP x
2.5.1. レジスター 2.5.2. パラメーター 2.5.3. ポート
2.6. Avalon-MM Partial Reconfiguration Freeze Bridge Intel® FPGA IP x
2.6.1. パラメーター 2.6.2. インターフェイス・ポート
2.7. Avalon-ST Partial Reconfiguration Freeze Bridge Intel® FPGA IP x
2.7.1. パラメーター 2.7.2. ポート
2.8. インテルFPGA IPの生成およびシミュレーション x
2.8.1. IPコアの生成 (インテルQuartus Primeプロ・エディション) 2.8.2. Freeze Bridge更新スクリプトの実行 2.8.3. IPコア生成の出力 (インテルQuartus Primeプロ・エディション) 2.8.4. インテル® Arria® 10および インテル® Cyclone® 10 GX PR制御ブロックのシミュレーション・モデル 2.8.5. PRペルソナ・シミュレーション・モデルの生成
1. パーシャル・リコンフィグレーション・デザインの作成
2. パーシャル・リコンフィグレーション・ソリューションIPユーザーガイド
A. インテル® Quartus® Primeプロ・エディション ユーザーガイド

1.5.1. パーシャル・リコンフィグレーション・デザイン・ガイドライン

次の表示すのは、PRデザインフローのさまざまなステップでの重要なデザイン・ガイドラインです。

表 2.  パーシャル・リコンフィグレーション・デザイン・ガイドライン
PRデザインの手順 ガイドライン 理由

パーシャル・リコンフィグレーションのデザイン

PR領域内のレジスターの初期状態は想定しないでください。 PRが完了したら、すべての制御パスレジスターを既知の状態にリセットします。ただし、データ・パス・レジスターは省略します。

PR領域内のレジスターには、リコンフィグレーション後の未定義の値が含まれています。データ・パス・レジスターを省略すると、リセット信号の輻輳が減少します。

同期リセットを インテル® Arria® 10または インテル® Cyclone® 10 GXパーシャル・リコンフィグレーションのグローバル信号として定義することはできません。

PR領域では、グローバル信号としてレジスターを同期リセットすることはサポートしていません。これは、 インテル® Arria® 10および インテル® Cyclone® 10 GX LABでは、グローバルバッファ-上の同期クリア (sclr) 信号をサポートしていないためです。LABでは、ローカル入力またはグローバルネットワーク行クロックから駆動される非同期クリアー (aclr) 信号はサポートしています。その結果、aclr だけが、グローバル信号になり、PR領域にレジスターを供給することができます。

PRESERVE_FANOUT_FREE_NODE アサインメントでは、ファンアウトのないレジスターの保持は、ファンアウトが、定義したVerilog HDLまたはVHDLモジュール内にない場合はできません。このようなファンアウトのないレジスターを保持するには、次のとおり、noprune プラグマをソースファイルに実装します。 

(*noprune*)reg r;

このモジュールのインスタンスが複数あり、その一部のインスタンスのみがファンアウトのないレジスターの保持を必要とする場合は、HDL内のレジスターにダミープラグマを設定し、さらに PRESERVE_FANOUT_FREE_NODE アサインメントを設定します。このダミーのプラグマにより、レジスター合成によるアサインメントの実装が可能になります。例えば、次のダミープラグマをVerilog HDLの r レジスターに次のとおりに設定します。 

(*dummy*)reg r;

その後、このインスタンスのアサインメントを設定します。

set_instance_assignment -name \ PRESERVE_FANOUT_FREE_NODE ON \ -to r;
 PRESERVE_FANOUT_FREE_NODE アサインメントは、レジスターが定義されているVerilog HDLまたはVHDLモジュールでそのレジスターを使用していない場合は、適用されません

デザインのパーティション化

すべての入力と出力をPR領域に登録します。

タイミング・クロージャーとタイムバジェットを改善します。

デザインのPR領域とスタティック領域をインターフェイス接続している信号の数を減らします。

ワイヤーLUTの数を減らします。

PR領域のラッパーを作成します。

ラッパーによりスタティック領域に共通するフットプリントを作成します。

PR領域がリセット状態に保たれ、PR領域に対してフリーズビットがアサートされている場合、すべてのPR領域出力ポートを非アクティブ状態に駆動します。

スタティック領域ロジックによるランダムデータの受信が、パーシャル・リコンフィグレーション動作中に行われないようにします。

PR境界I/Oインターフェイスは、すべてのPRペルソナI/Oインターフェイスのスーパーセットである必要があります。

各PRパーティションが、必ず同じポートを実装するようにします。

パーシャル・リコンフィグレーションの準備

保留中のトランザクションをすべて完了します。

スタティック領域が待機状態でないことを確認します。

パーシャル・リコンフィグレーション中に部分的に動作するシステムの維持

すべての出力を既知の定数値に保ちます。

リコンフィグレーション中およびリコンフィグレーション後にPR領域が受け取る未定義の値が、PR制御ロジックに影響を与えないようにします。

パーシャル・リコンフィグレーションの開始

リセット後に初期化します。

メモリーまたはその他のデバイスリソースから状態を取得します。

Signal Tap Logic Analyzerを使用したパーシャル・リコンフィグレーションのデバッグ

  • デフォルトのペルソナでは信号をタップしないでください。
  • ペルソナからのタップされた信号はすべて1つの .stp ファイルに保存します。

インテル® Quartus® Prime開発ソフトウェアの現在のバージョンでは、.stp (Signal Tapファイル) をリビジョンごと1つのみサポートします 。この制限により、パーティションを一度に1つずつ選択してタップする必要があります。

同じ .stp ファイルでは領域をまたがってタップしないでください。

すべてのペルソナにわたって一貫したインターフェイス (境界) を保証します。

合成前の信号のみをタップしてください。Node Finderで、Signal Tap: pre-synthesisでフィルターします。

PRペルソナの信号タップが、確実に合成から始まるようにします。
レベル 2 の表題