什么是DFX技术？DFX设计一定要执行设计规则检查吗？

什么是DFX技术？

DFX（Dynamic Function eXchange）的前身是PR（部分可重配置，Partial Reconfiguration）。使用DFX这个名字更能准确描述其功能，即在线切换设计中某个模块的功能。我们把这个模块对应的FPGA物理区域称之为一个可重配置分区（RP，ReconfigurablePartition）。同一个RP下可动态切换的模块称之为可重配置模块（RM，Reconfigurable Module）。一个RP下可以有一个或多个RM。每个RP要通过手工布局（画Pblock）的方式指定其在FPGA中的具体位置和大小（位置约束+面积约束）。

DFX对RM有什么要求？

首先，同一个RP下的所有RM必须保证端口一致，即输入/输出方向一致、位宽一致。即使某个RM中使用的端口在另一个RM中未被使用，也要在该RM中进行端口声明。其次，本身DFX设计对设计的层次化要求更高，对RM必须采用OOC综合方式，因此，要避免在RM中使用Parameter（Verilog）或Generic（VHDL）。最后，RM的顶层必须是RTL代码（可以是BD的wrapper文件），不能是IP或着网表文件，同时RM下不能包含EDIF或DCP等网表文件，但可以包含IP（.xci）文件。

需要对RP进行手工布局吗？

DFX设计要求必须对动态区也就是RP进行手工布局，即通过Pblock来约束RP的位置和大小，同时Pblock的形状尽可能为规则的矩形，避免出现奇形怪状，这会对布局布线带来较大压力。对于静态区，则可以不用手工布局。如果对动态区没有做Pblock约束，那么会报如下错误：

DFX设计一定要执行设计规则检查吗？

相比于传统设计，DFX设计较为复杂，无论是从设计本身（RTL代码的层次化、约束）的角度看还是工具的使用角度看，都是如此。因此，在综合后，一定要执行设计规则检查，如下图所示。这样能尽早发现设计可能存在的问题。这里并不需要对所有规则都做检查，只需要检查DFX相关的规则即可。这样可以节省时间。

可以对同一RP下不同的RM添加不同的约束吗？

假定RP1下有两个RM，分别为RM1和RM2，由于RM1和RM2本身功能并不相同，因此可能就存在一些约束层面的差异。例如：在RM1里需要对某些路径添加set_max_delay约束，在RM2里则需要对一些路径添加set_false_path约束。这就要求对不同的RM施加不同的约束。对此，Vivado是支持的，无论是Project模式还是Non-Project模式。具体操作可阅读这篇文章。

如何给每个RM添加约束？

BD可以用作动态区的顶层吗？

这个问题的本质是RM是否可以用BD创建。答案是肯定的。只是这时需要将BD设计转换为BDC（Block Design Container），勾选下图中的红色方框所示内容即表明该模块是一个RM。

除了上述几个问题之外，我们还需要从以下角度来看待DFX设计。

DFX设计本质上是FPGA内嵌入了FPGA，也就是说RP可视为一个内嵌的FPGA，那么这个RP的可用逻辑资源、布线资源和IO也就固定了。正因此，RP的Pblock的大小和形状对设计性能有较大影响，同时，RM的输出/输出端口个数应尽可能少，过多的IO个数大概率会导致布线拥塞。因此，同样的设计，使用DFX和不使用DFX可能会有不同的时序结果。层次化设计在DFX设计中也非常重要，将直接影响合动态区和静态区的分割。

审核编辑：刘清