ISE Design Suite

محیط توسعه ISE نرم افزار انحصاری شرکت Xilinx برای طراحان FPGA است. از لحظه شروع کد نویسی تا زمان پیکره بندی تراشه مجموعه ابزارهای طراحی و تست برحسب نیاز قابل فراخوانی هستند.

طراحی با Project Navigator

ابزار Project Navigator بخش اصلی محیط توسعه ISE است و مدیریت سورس فایل‌ها، کنترل جریان طراحی، سنتر و پیاده سازی طرح را بر عهده دارد. با استفاده از این ابزار طراح قابلیت فراخوانی و اجرای تمامی کامپوننت‌ها و ابزارهای طراحی، شبیه سازی و دیباگ را دارد.

شبیه سازی با ISim Simulator

ابزار ISim یک شبیه ساز کامل و نسبتاً سبک برای بررسی و بازبینی عملکرد کدهای HDL و مدارات دیجیتال است. با ISim نمایش شکل موج‌های ماژول‌ها و زیرماژول ها به سادگی امکان پذیر است. این شبیه ساز به صورت پیش فرض درون Project Navigator تجمیع شده است.

جانمایی پین‌ها با PlanAhead

ابزار PlanAhead در ابتدا با هدف تسریع فرایند طراحی و به عنوان جایگزینی برای Project Navigator معرفی شد. ولی با عدم استقبال طراحان کاربرد آن به جانمایی ورودی خروجی‌های طرح روی پین‌های تراشه و تعریف قیود مکانی محدود شد.

پیکره‌بندی با IMPACT

برای مدیریت فایل‌های پیکره بندی و برنامه ریزی تراشه FPGA ابزاری به نام Impact در Project Navigator و PlanAhead تجمیع شده است که فایل Bit را با استفاده از پروتکل JTAG روی تراشه برنامه ریزی می‌کند. با استفاده از Impact می‌توانیم فایل BIN یا MCS نیز تولید کنیم.

بیشتر بخوانم >>

دیباگ با Chipscope

ابزار ChipScope Pro در مرحله دیباگ و خطایابی بعد از پیکره بندی تراشه بکار می‌رود. این ابزار نیز درون Project Navigator تجمیع شده است. با اضافه کردن لاجیک آنالایزر مجازی و یا هسته نرم افزاری VIO  مشاهده سیگنال‌های داخلی امکان پذیر می‌شود.

طراحی پردازنده با XPS

در ISE برای کار با پردازنده‌های سخت افزاری و نرم افزاری یک کامپوننت بسیار قدرتمند با محیط گرافیکی کاربرپسند به نام XPS وجود دارد. این ابزار با استفاده از ویزادهای متعدد امکان سفارشی کردن هر نوع پردازنده نرم افزاری را برای کابران فراهم آورده است.

بیشتر بخوانم >>

معرفی ISE Design suite

واژه ISE مخفف عبارت Integrated Synthesis Environment و نام محیط توسعه انحصاری شرکت Xilinx برای طراحان FPGA است. از لحظه شروع کد نویسی تا زمان پیکره بندی تراشه مجموعه ابزارهای طراحی و تست برحسب نیاز در این محیط قابل فراخوانی هستند.

آخرین نسخه از ISE Design Suite نسخه 14.7 است که در سال ۲۰۱۳ به بازار عرضه شد و از کلیه تراشه‌های شرکت Xilinx همچون Spartan-6, Virtex-6 و همینطور سری Coolrunner پشتیبانی می‌کرد. اما در عین حال با ویندوز ۸ و ویندوز ۱۰ ناسازگار بود. به همین دلیل Xilinx در اقدامی تحسین برانگیز در سال ۲۰۱۸ یک نسخه ویژه از ISE Design Suite که قابل اجرا روی ویندوز ۱۰ بود منتشر کرد. اما این نسخه فقط از سری Spartan-6 پشتیبانی می‌کرد و کاربرانی که هنوز با تراشه‌های قدیمی تر کار می‌کردند، مجبور بودند از ویندوز ۷ استفاده کنند. خوشبختانه در اواخر سال ۲۰۱۹ یک بروز رسانی جدید برای این ابزار توسعه‌ محبوب منتشر شد که در عین پشتیبانی از تمامی تراشه‌های XIlinx به راحتی روی ویندوز ۱۰ نیز قابل نصب است. 

در ISE Design Suite تمامی جنبه‌های طراحی در اختیار مهندس پیاده ساز است با استفاده از Project Navigator امکان دسترسی و فراخوانی کلیه کامپوننت‌ها و ابزارهای ISE وجود دارد. مجموعه نرم افزاری ISE در طول چند دهه کاملاً به بلوغ رسیده است و به عنوان یک ابزار طراحی قدرتمند و کامل برای پیاده‌ سازی‌های مبتنی بر FPGA شناخته می‌شود. ویرایش‌های متعددی از ISE منتشر شده است که هر کدام با توجه به جریان طراحی از کامپوننت‌های متفاوتی پشتیبانی می‌کنند. کاملترین نسخه آن ویرایش System Edition آن است که تقریباً تمامی جنبه‌های طراحی را در می‌گیرد.

  • ویرایش Embedded Edition : این ویرایش شامل دو کامپوننت  Xilinx Platform Studio (XPS) و Xilinx Software Development Kit (SDK) برای پیاده سازی پردازنده‌های نهفته بهره می‌گیرد. مجموعه کاملی از هسته‌های نرم افزاری از پیش آماده یا همان IP Core ها از جمله میکروبلیز (MicroBlaze( در این ویرایش گنجانده شده است. در این ویرایش اکثر تکنیک‌ها و جریان‌های طراحی پشتیبانی می‌شوند و به نوعی هسته اصلی ISE Design Suite‌ محسوب می‌شود.
  • ویرایش System Edition : این ویرایش بر مبنای ویرایش Embedded Edition منتشر شده است و علاوه بر ویژگی‌های استاندارد ISE Design Suite از System Generator for DSP نیز پشتیبانی می‌کند. برای استفاده از System Generator نیاز به نصب نرم افزار Matlab و پیکره بندی آن وجود دارد.
  • ویرایش WebPack : این ویرایش از ISE کاملاً رایگان است و به صورت مداوم و همگام با نسخه استاندارد آن بروز رسانی می‌شود. در این ویرایش امکان استفاده از MicroBlaze و System Generator وجود ندارد و استفاده از ISIM به صورت محدود پشتیبانی می‌شود.
  • ویرایش LabTools : اگر فرایند طراحی و توسعه کدها به پایان رسیده است و تنها هدف شما از استفاده از ISE برنامه ریزی تراشه و تست و دیباگ آن با استفاده از ChipScope است. این ویرایش دقیقاً برای شما منتشر شده است و هدف آن کاهش سایز بسته نصبی برای این دسته از کابران است.

در جدول زیر مقایسه‌ای بین ویرایش‌های مختلف ISE ارائه در شده است.

ise-edition

با وجود اینکه برخی از تراشه‌های سری ۷ همچنان توسط نسخه‌ 14.7 پشتیبانی می‌شوند. ولی Xilinx پیشنهاد می‌کند، برای تمامی پروژه‌های جدیدی که قرار است با این تراشه‌ها آغاز شود از Vivado Design Suite استفاده کنیم.

از کجا شروع کنم

مقالات آموزشی

مطالب آموزشی به شکل دسته بندی شده توسط تیم هگزالینکس تألیف و گردآوری شده‌اند. از مقدماتی تا پیشرفته تقریباً همه نیازها پوشش داده شده است.

دانشنامه فارسی

گذاره‌های مهم، مفاهیم کلیدی و کاربردی، همگی در قالب دانشنامه منتشر شده است. کلید واژه خودتان را جستجو کنید و پاسخ خود را دریافت کنید.

پروژه‌های کاربردی

مجموعه‌ای از پروژه‌های کاربردی در اختیار شماست. به عنوان یک نقطه شروع برای انجام طراحی‌های سفارشی خودتان استفاده کنید.

ویدئوهای آموزشی

ویدئوهی آموزشی به صورت انحصاری توسط تیم هگزالینکس تألیف یا ترجمه شده‌اند. فقط روی موضوع مورد علاقه خودتان تمرکز کنید.

کتاب‌های انگلیسی

برای دانلود و دسترسی به بهترین کتاب‌های آموزشی کافی است سری به کتابخانه هگزالینکس بزنید، تنها با چند کلیک می‌توانید آن‌ها را دانلود کنید.

دانلود نرم افزار

ابزارهای طراحی و شبیه سازی را دانلود کنید و به راحتی عملکرد مدار خودتان را بررسی کنید. برای استفاده از این ابزارها، آموزش‌های هگزالینکس را دنبال کنید.

دوره‌های آنلاین

آینده خود را طراحی کنید، این یک سرمایه گذاری بلند مدت است

سوألات متداول

پیشنهاد ما این است که برای شروع کار با FPGA ابتدا کدنویسی و پیاده سازی را با محیط توسعه ISE آغاز کنید و سپس بعد از یادگیری مقدمات، کارتان را با محیط توسعه Vivado ادامه دهید.

محیط توسعه ISE ابزار طراحی قدیمی و کاملاً بلوغ یافته Xilinx است که تا سال ۲۰۱۳ به شکا کامل پشتیبانی و بروز رسانی می‌شد. محیط گرافیکی این ابزار نسبتاً ساده است و امکان طراحی شماتیک، کدنویسی و همینطور طراحی پردازنده نهفته با استفاده از ابزارها و کامپوننت‌های آن وجود دارد. محیط توسعه Vivado ابزار جدیدتر Xilinx برای طراحی‌های مبتنی بر FPGA‌ و SoC هست. به طور کلی Vivado علاوه بر قابلیت‌های محبوب موجود در ISE مجموعه‌ای از ویژگی‌های پیشرفته را در قالب یک IDE کاملاً حرفه‌ای و البته پیچیده در کنار هم قرار داده است. در Vivado یکسری از کاستی‌های ISE در بحث سنتز و به ویژه زمانبندی کاملاً از نو طراحی و بهینه سازی شده است.

متأسفانه پشتیبانی رسمی Xilinx از نسخه استاندارد ISE 14.7 و نسخه‌‌های قبل از آن در زمان ارائه ویندوز ۱۰ به پایان رسیده بود. از این تا مدتها امکان اجرای نسخه ۶۴ بیتی ISE در ویندوز ۱۰ وجود نداشت. البته نسخه ۳۲ بیتی آن کما فی سابق قابل اجرا بود. سال ۲۰۱۸ شرکت Xilinx یک بروز رسانی اختصاصی با پشتیبانی محدود برای ویندوز ۱۰ منتشر کرد تا پاسخی به نیاز کاربران وفادار که هنوز تمایل به استفاده از ISE برای پروژه‌های قدیمی‌تر خودشان دارند، باشد. آخرین بروز رسانی ISE در سال ۲۰۲۰ را می‌توان در هگزالینکس دانلود کنید. در صورتی هم که از نسخه‌ سال ۲۰۱۳ استفاده می‌کنید و برای اجرای Project Navigator‌ و PlanAhead‌ و همینطور ISIM مشکل دارید، می‌توانید از دستورالعمل زیر استفاده کنید. در این روش فرض بر این است که ISE‌ در درایو C‌ و در پوشه پیش فرض، نصب شده است.

برطرف کردن مشکل اجرا نشدن Project Navigator در ویندوز ۱۰:

  • وارد پوشه C:\Xilinx\14.7\ISE_DS\ ISE\lib\nt64 شوید.
  • فایل libPortability.dll را جستجو کنید و نام آن را به libPortability.dll.orig تغییر دهید.
  • در همین پوشه یک کپی از فایل libPortabilityNOSH.dll تهیه کنید و نام فایل کپی شده را به libPortability.dll تغییر دهید.
  • یک کپی دیگر از فایل libPortabilityNOSH.dll تهیه کنید و این بار آن را به پوشه C:\Xilinx\14.7\ISE_DS\ common\lib\nt64 منتقل کنید.
  • در پوشه C:\Xilinx\14.7\ISE_DS\ common\lib\nt64 مجدداً فایل libPortability.dll را جستجو کنید و نام آن را به libPortability.dll.orig تغییر دهید.
  • حالا فایل libPortabilityNOSH.dll را که در گام چهارم اینجا کپی کرده بودید، به libPortability.dll تغییر نام دهید.
برطرف کردن مشکل اجرا نشدن PlanAhead در ویندوز ۱۰:
 
  • وارد پوشه C:\Xilinx\14.7\ISE_DS\ PlanAhead\bin شوید و فایل rdiArgs.bat را به rdiArgs.bat.orig تغییر نام دهید.
  • این فایل فشرده را دانلود کنید.
  • فایل فشرده شده ر به پوشه C:\Xilinx\14.7\ISE_DS\ PlanAhead\bin منتقل و کنید و آن را Extract کنید.

برطرف کردن خطای ERROR:Simulator:861 – Failed to link the design در زمان اجرای ISIM در ویندوز ۱۰:

  • برای برطرف کردن مشکل تنها کافی است به پوشه C:\Xilinx\14.7\ISE_DS\ISE\ gnu\MinGW\5.0.0\nt\lib\ gcc\mingw32\3.4.2 مراجعه کنید و فایل “collect2.exe”رو حذف کنید.
 

شرکت Xilinx طی سال‌های گذشته پشتیبانی خودش از ISE را کاهش داده است. اما همچنان برای کلیه تراشه‌های قبل از سری ۷ می‌توانید از این ابزار استفاده کنید. تعداد محدودی از تراشه‌های FPGA‌ سری ۷ و همینطور تراشه‌های ZYNQ نیز در لیست تراشه‌های قابل استفاده وجود دارند. برای مشاهده لیست کامل تراشه های قابل پشتیبانی به سایت Xilinx مراجعه کنید.

ابزار شبیه ساز MODELSIM ابزار حرفه ای شرکت Mentor Graphic هست و قابلیت‌های فراوانی دارد. در حالی که ابزار ISIM‌ به عنوان بخشی از مجموعه نرم افزاری ISE و با امکاناتی به نسبت محدودتر و البته یکپارچگی بیشتر ارائه شده است. در ISIM قابلیت‌های همچون نمایش آنالوگ سیگنال‌ها وجود ندار. سرعت آن به مراتب متر از MODELSIM است. اما در عین حال نیاز به کامپایل کردن کتابخانه‌ها ندارد و بسیار کاربر پسند است.

هر دوی این ابزارها برای تست عملکرد یک طرح دیجیتال روی FPGA بکار گرفته می‌شوند. با این تفاوت که ISIM یک شبیه ساز است و ChipScope یک دیباگر! یعنی ISIM برای تست عملکرد و فاکنشنالیتی طرح قبل از پیاده سازی و روی کامپیوتر استفاده می‌شود. در حالی که ChipScope ابزار دیباگ سخت افزاری است و بعد از برنامه ریزی تراشه با استفاده از پروگرامر JTAG‌ که به بورد متصل می‌شود، عملکرد سیستم نهایی را بررسی می‌کند. علاوه بر این برای استفاده از ChipScope نیاز به مدارات جانبی اضافی داریم که به طرح اصلی اضافه می‌شوند و یک لاجیک آنالایزر مجازی را برای ما مدل می‌کنند.

بله امکان پذیر است.

در ادبیات Xilinx هر دو  ابزار PlanAhead و Project Navigator به عنوان Design Entry شناخته می‌شوند. یعنی هر دو قابلیت مدیریت سورس فایل‌های پروژه، فراخوانی ابزارهای شبیه سازی، سنتز، پیاده سازی، دیباگ و برنامه ریزی تراشه FPGA را دارند. هر دو ابزار دارای ویژگی‌های کمابیش مشابه هستند و در برخی جزئیات با هم متفاوت هستند. به عنوان مثال دو ویژگی Floorplanning و Pin Assignment‌ تنها در محیط گرافیکی PlanAheead وجود دارند و در Project Navigator برای این کار باید قیود مناسب در فایل UCF نوشته شود.

در واقع PlanAhead را می‌توان به عنوان نسخه اولیه از زبان طراحی و محیط گرافیکی Vivado اما با استفاده از الگوریتم‌ها و ابزارهای ISE دانست که قرار بود در کوتاه مدت جایگزین Project Navigator شود، که البته این اتفاق هیچ گاه نیفتاد.

1 دیدگاه دربارهٔ «محیط توسعه ISE»

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

اسکرول به بالا