Как установить Xilinx ISE Design Tools

Добавил(а) microsin

Набор инструментария ISE Design Tools для проектирования CPLD/FPGA от Xilinx позволяет установить и использовать некоторые функции и возможности бесплатно. Этот режим установки пакета ISE Design Tools называется ISE WebPack.

Что такое Xilinx ISE

Xilinx ISE это интегрированная среда разработки (ISE расшифровывается как Integrated Synthesis Environment), набор программных инструментов от компании Xilinx, предназначенный для синтеза и анализа разработок на языке описания логических схем HDL. Этот набор инструментов позволяет разработчику синтезировать ("компилировать") свои разработки, выполнять анализ их работы по интервалам времени, проверять диаграммы RTL (register-transfer level), симулировать реакцию разрабатываемой логики на разные воздействия, и конфигурировать целевое программируемое устройство (CPLD, FPGA) с помощью программатора (адаптера JTAG, так называемого "кабеля Xilinx").

Система разработки Xilinx ISE жестко привязана к архитектуре чипов программируемой логики компании Xilinx, и она не может использоваться для чипов логики других производителей. Xilinx ISE главным образом используется для синтеза и разработки схем, в то время как ISIM или ModelSim logic simulator используется для тестирования на уровне системы. Другие программные компоненты, поставляемые с Xilinx ISE, включают Embedded Development Kit (EDK), a Software Development Kit (SDK) и ChipScope Pro.

С 2012 года Xilinx ISE больше не поддерживается, так как усилия специалистов Xilinx были перемещены на разработку продукта разработки Vivado Design Suite, который выполняет те же самые функции, что и ISE, с некоторыми дополнительными возможностями для разработки систем и чипов. Xilinx выпустила последнюю версию ISE в октябре 2013 (версия 14.7).

[Интерфейс пользователя]

Основной интерфейс пользователя в ISE представляет Project Navigator, который включает отображение иерархии разработки (Sources), редактор исходного кода (Workplace), выходную консоль (Transcript) и дерево процессов (Processes).

Иерархия дизайна состоит из файлов дизайна или модулей, зависимости которых друг от друга в ISE отображаются структурой дерева. Для разработок в одном чипе может быть один главный модуль, и все другие модули подключаются к нему, что похоже на функцию main() в программах C/C++. Привязка логики к выводам чипа и ограничения по времени называется "ограничениями дизайна" (Design Constraints), что указывается в модулях.

Иерархия процессов описывает операции, которые ISE выполняет для текущего активного модуля. Иерархия включает функции компиляции, их функции зависимости (dependency functions) и другие утилиты. Это окно также обозначает проблемы или ошибки, которые возникают с каждой функцией.

Окно консоли (Transcript) предоставляет информацию о состоянии текущих выполняющихся операций, и информируют инженеров о проблемах дизайна. Отображение проблем может быть отфильтровано для того, чтобы показывать только предупреждения (Warnings) или только ошибки (Errors), или показывать все вместе.

[Симуляция]

Тестирование на уровне системы может выполняться с помощью утилиты ISIM или ModelSim logic simulator, и такие тест-программы могут также быть написаны на языках HDL. Программы тестирования могут включать симулированные входные сигналы определенной формы, или точки мониторинга, в которых можно наблюдать или проверять выходные сигналы устройства, проходящего тест.

ModelSim или ISIM могу использоваться для выполнения следующих типов симуляций:

• Проверка работы логики, чтобы гарантировать получения от модуля ожидаемых результатов.
• Проверка поведения схемы, чтобы убедиться в отсутствии ошибок логики и проблем с интервалами времени.
• Симуляция размещения и маршрутизации логики на кристалле (Post-place & route simulation), чтобы проверить поведение системы после размещения логики в ресурсах кристалла перепрограммируемой логики CPLD или FPGA.

[Синтез]

Патентованные алгоритмы Xilinx для синтеза логики позволяют реализовывать дизайн на 30% быстрее аналогичных конкурирующих программ. Высокая плотность упаковки логики на кристалле уменьшают время разработки и стоимость готовых изделий. Также из-за усложнения фабрики FPGA, включая блоки памяти и блоки I/O, были разработаны более сложные алгоритмы синтеза, которые разделяют не связанные модули на части, уменьшая тем самым ошибки конечного размещения (post-placement).

Ядра интегрированных процессоров (IP Cores) предоставляются компанией Xilinx и другими сторонними производителями, чтобы можно было реализовать на системном уровне такие функции, как цифровая обработка сигналов (digital signal processing, DSP), интерфейсы различных стандартных шин, сетевые протоколы, обработку изображений, встраиваемые процессоры и периферийные устройства. У компании Xilinx есть инструментальные средства для перемещения ASIC-реализаций на аппаратные средства FPGA.

[Редакции Xilinx ISE]

Для загрузки доступны версии Subscription Edition, которая является лицензированной версией Xilinx ISE, также бесплатные trial-версии с ограниченным временем использования и версии с ограничениями функционала без ограничения срока действия.

Web Edition (ISE WebPack) является бесплатной версией Xilinx ISE, которую можно загрузить и использовать (для этого требуется регистрация на сайте Xilinx). Она дает возможность синтеза и программирования ограниченного количества устройств Xilinx. В частности, нельзя работать с устройствами, имеющими большое количество выводов I/O и большими матрицами элементов. Этой редакцией полностью поддерживаются недорогие семейства Spartan FPGA, а также семейство CPLD, таким образом небольшие компании и учебные организации могут использовать инструментарий разработки без дополнительных затрат.

Ниже в таблице приведена информация по поддержке микросхем Xilinx основными редакциями Xilinx ISE.

	ISE Webpack (free)	ISE Design Suite (commercial)
Virtex FPGA	Virtex-4 LX: XC4VLX15, XC4VLX25 SX: XC4VSX25 FX: XC4VFX12 Virtex-5 LX: XC5VLX30, XC5VLX50 LXT: XC5VLX20T - XC5VLX50T FXT: XC5VFX30T Virtex-6 XC6VLX75T	Virtex-4 LX: All SX: All FX: All Virtex-5 LX: All LXT: All SXT: All FXT: All Virtex-6 все
Spartan FPGA	Spartan-3 XC3S50 - XC3S1500 Spartan-3A все Spartan-3AN все Spartan-3A DSP XC3SD1800A Spartan-3E все Spartan-6 XC6SLX4 - XC6SLX75T XA (Xilinx Automotive) Spartan-6 все	Spartan-3 все Spartan-3A все Spartan-3AN все Spartan-3 DSP все Spartan-3E все Spartan-6 все XA (Xilinx Automotive)
Coolrunner PLA Coolrunner-II CPLD Coolrunner-IIA CPLD	Все
XC9500 Series CPLD	Все (кроме семейства 9500XV)

[Поддержка операционных систем]

Xilinx официально поддерживает Microsoft Windows, рабочие станции Red Hat Enterprise 4, 5 и 6 (32 и 64 бита) и SUSE Linux Enterprise 11 (32 и 64 бита). Некоторые другие дистрибутивы GNU/Linux могут запускать Xilinx ISE WebPack с некоторыми модификациями или дополнительным конфигурированием, включая Gentoo Linux, Arch Linux, FreeBSD и Fedora.

Далее рассмотрен процесс установки ISE WebPack и получение для него бесплатной лицензии по шагам.

1. Если у Вас еще нет учетной записи Xilinx, то зарегистрируйтесь. Это необходимо, потому что получение всех ссылок на закачку (и получение лицензий, даже бесплатных) происходит от имени зарегистрированного пользователя. Регистрация бесплатно доступна на сайте xilinx.com (пройдите по ссылке Sign In в верхней части главной страницы сайта).

2. Скачайте дистрибутив ISE Design Tools. Ссылки на закачку можно найти на странице Xilinx - All Programmable -> Developer Zone -> ISE Design Suite -> %20Developer%20Zone%20->%20ISE%20Design%20Suite%20->%20ISE%20WebPACK%20Design%20Software">ISE WebPACK Design Software. Дистрибутив поставляется в виде разделенного на части TAR/GZIP-архива, и занимает около 8 гигабайт. Этот дистрибутив подходит для установки как на Linux, так и на Windows 32 и 64 бита (я пробовал устанавливать на Windows XP 32 бита и на Windows 7 64 бита).

Примечание: после того, как Вы кликните по ссылке, введете логин и пароль, запустится Xilinx download manager, написанный на Java. Он работает довольно хорошо, и позволяет быстро закачать 4 части TAR-архива. Однако закачку этих частей придется запускать по отдельности, кликая по ссылкам All Platforms - Split Installer Base Image - File 1/4, Install Data A - File 2/4, Install Data B - File 3/4, Install Data C - File 4/4. Рекомендую обратить внимание на ссылку немного ниже, в разделе "Having trouble downloading?". Она позволяет сразу загрузить весь TAR-архив целиком, не разделенный на части (Full DVD Single File Download Image). После закачки архива не будет лишним проверить его целостность по контрольной сумме MD5. Можете также скачать архив Xilinx ISE 14.7 целиком по ссылке [1]. Обращаю Ваше внимание, что архив размером порядка 8 гигабайт всегда нужно сохранять на диск с файловой системой NTFS.

3. Распакуйте архив в любую временную папку. Запустите cmd с правами системного администратора, и запустите в нем установщик xsetup.exe.

4. Когда установщик запросит вариант установки, выберите ISE WebPack. Этот вариант предусматривает получение бесплатной постоянной лицензии от Xilinx на большинство инструментов проектирования Xilinx. В процессе установки на все вопросы мастера отвечайте по умолчанию, пока не дойдет очередь до получения лицензии.

Примечание: во время установки будут установлены драйвера для USB-адаптеров программирования Xilinx, поэтому перед установкой убедитесь, что все адаптеры отключены от компьютера.

5. Когда установка завершится, запустится Xilinx License Configuration Manager. На первой закладке Acquire a License выберите вариант Get Free Vivado/ISE WebPack License и кликните Next. Запустится браузер, который (после ввода логина и пароля учетной записи Xilinx) откроет страничку Product Licensing. На первой закладке Create New Licenses, в разделе Certificate Based Licenses поставьте галочку на ISE WebPACK License, и нажмите на кнопку Generate Node-Locked License. Сгенерируется файл лицензии, и лицензию можно будет просмотреть на закладке Manage Licenses (в списке будет лицензия ISE WebPACK License).

6. Файл лицензии Xilinx.lic автоматически будет выслан Вам на указанный при регистрации e-mail. Если это почему-то не произошло, то можно в любой момент запросить повторную высылку файла лицензии, если нажать на кнопку E-mail на страничке Product Licensing -> Manage Licenses (кнопка с красным конвертиком в нижней части экрана, ниже списка лицензий). Сохраните этот файл в любое удобное место на диске, например в папку инсталляции (обычно это папка наподобие C:\Xilinx\14.7\ISE_DS\).

7. Перейдите в окно Xilinx License Configuration Manager, откройте закладку Manage Licenses. Нажмите на кнопку Load License..., и выберите присланный Вам файл лицензии Xilinx.lic. После этого список установленных лицензий обновится, и Вы сможете бесплатно пользоваться большинством возможностей Xilinx ISE WebPack.

Примечание: для пользователей WebPACK всегда активируется функция WebTalk. WebTalk игнорирует настройки пользователя и процедуры установки, когда генерируются конфигурационные данные программируемых схем логики (bitstream) под управлением лицензии WebPACK. Если Ваша разработка основана на устройстве, включенном в WebPACK, и доступна лицензия WebPACK, то всегда будет использоваться лицензия WebPACK. Чтобы изменить это, пожалуйста просмотрите Answer Record 34746.

Установка ISE WebPack 14.7 по шагам в картинках

1. Ссылку на закачку дистрибутива на сайте xilinx.com проще всего получить, если ввести строку поиска site:xilinx.com ISE WebPack Download. После перехода по ссылке сайт запросит ввести логин и пароль зарегистрированного пользователя (регистрация доступна бесплатно на том же сайте xilinx.com). Закачивайте Full Installer, размер файла примерно 6.5 гигабайт.

ISE WebPack147 tar 7zip unpack1

Закачанный файл это tar-архив, который в среде Windows можно распаковать с помощью Total Commander или архиватора 7Zip. Распакуйте содержимое архива в любую временную папку на диске.

ISE WebPack147 tar 7zip unpack2

ISE WebPack147 tar 7zip unpack3

2. В папке, которая распакована из архива, находится исполняемый файл xsetup.exe, запустите его.

ISE WebPack147 xsetup01

Откроется мастер, который будет вести Вас по процессу установки. Ничего сложного, просто устанавливайте галочки, подтверждающие согласие с условиями лицензии, и кликайте на кнопку Next.

3. На следующем окне выберите для установки вариант ISE WebPack и кликните на кнопку Next.

4. Следующее окно предложит выбрать вариант установки лицензии и установку драйверов WinPCap и драйверов кабеля (это адаптер программирования микросхем Xilinx). Оставьте все галочки установленными по умолчанию и кликните Next.

5. Следующее окно предлагает выбрать каталог на диске, куда будет установлена система ISE WebPack, и выбор места для размещения ярлыков запуска.

Все предварительные установки выбраны, нажатие кнопки Install начнет установку:

Процесс установки долгий, может идти почти полчаса.

6. Для перехвата лицензионной информации, которая генерируется непосредственно на сайте Xilinx, инсталлятор использует драйвер WinPCap. Поэтому в процессе инсталляции будет установлен этот драйвер. Если на Вашем компьютере уже было ранее установлено программное обеспечение, использующее драйвер WinPCap, то может появиться сообщение о возможной проблеме совместимости.

ISE WebPack147 WinPcap10

Я выбрал "Запуск программы без получения справки", и успешно прошел все шаги установки драйвера WinPCap.

7. После установки драйвера WinPCap будет устанавливаться драйвер для JTAG-адаптеров программирования устройств Xilinx. Убедитесь, что на этом шаге у Вас отключены от компьютера адаптеры такого рода.

ISE WebPack147 Xilinx cable driver15

В установке драйвера нет никаких особенностей, следует выбрать "Всегда доверять ...", "Установить".

8. После установки "драйвера кабеля" начинается завершающий шаг - установка бесплатной лицензии ISE WebPack. Для этого должно быть подключение к Интернету. Сначала откроется окно диалога менеджера конфигурации лицензии Xilinx, где Вам предложат выбрать вариант устанавливаемой лицензии. Для бесплатной лицензии выберите "Get Free Vivado/ISE WebPack License", и кликните на кнопку Next.

ISE WebPack147 install free licence18

В этом окне кликните "Connect Now" (должно быть доступно подключение к Интернет), произойдет запуск браузера со страничкой диалога создания нового файла лицензии.

ISE WebPack147 install free licence19

Выберите нужный вариант лицензии. Для бесплатной лицензии без ограничения срока действия нужно выбрать "ISE WebPack License", и кликнуть на кнопке "Generate Node-Locked Licence" (лицензия, действие которой привязано к рабочей станции).