如何缩短Vivado的运行时间

在Vivado Implementation阶段，有时是有必要分析一下什么原因导致运行时间（runtime）过长，从而找到一些方法来缩短运行时间。

首先，要明确到底哪个阶段耗时过长。Vivado Implementation主要有三个子步骤：opt_design、place_design和route_design。Implementation结束后，会在".runs/impl_x" 目录下生成一个runme.log文件。在这个文件中可以查看每个子步骤的耗时。如下图所示，可以看到place_design耗时2分41秒。

可采用如下一些方法缩短运行时间。

Implementation Strategy

如果只是评估资源利用率，可使用Flow_Quick策略。该策略不是时序驱动的策略，因此可以快速执行Implementation。策略Flow_RuntimeOptimized是时序驱动的策略，可以快速完成Implementation，它是设计性能和运行时间之间一种折中。

检查约束

对于时序约束，我们要求“干净且合理”。所谓“干净”，是指约束完备，不会出现漏约或者约束被覆盖的情形。例如，由于set_clock_groups的优先级高于set_max_delay，这就有可能造成后者的约束被覆盖。所谓“合理”，是指约束的数值是正确的。这在多周期路径约束以及跨时钟域路径约束中会经常碰到，对于这类路径要格外注意。例如，如果多周期路径的hold requirement不是0，那么有可能就是约束不合理；如果跨时钟域路径的path requirement为1ns，这也是不合理的。

此外，在用Tcl命令时，尽可能地去缓存被复用的对象。例如，如果通过get_nets获得的一组nets在后续约束中被反复使用，那么可将get_nets的返回结果赋给一个变量，后续使用时只需调用该变量即可。同时，通过选项-filter找到更准确的对象，例如：对于时序路径，通过属性IS_SEQUENTIAL找到时序单元，从而避免了获得其他一些不期望的结果。

约束路径越具体越节省运行时间，例如：如果set_false_path只使用了-from选项，那么Vivado在搜索这些路径时就会比较耗时。

管理生成报告

生成报告也会消耗一些时间。Vivado提供了Report strategy，如下图所示。根据设计分析的需求选择生成报告可节省一定的运行时间。

布线

拥塞对运行时间有很大的影响。因此，如果设计出现了拥塞问题，就要把其作为首要问题去解决。同时，在route_design阶段，使用选项-ultrathreads也可缩短运行时间。

增量编译

如果设计只是有一小部分改动，那么可尝试增量Implementation。这在一定程度上也会缩短运行时间。

设置多线程

Vivado 2018.x的版本，无论是Synthesis还是Implementation，都可以支持多线程。只需要通过如下命令即可设置线程个数。对于Synthesis，最大线程数为4，对于Implementation，最大线程数为8。

ECO流程

对于微小的改动，例如修改ILA的Debug probes或者把内部net链接到某个Package Pin，都可以采用ECO流程，可以极大地缩短运行时间。ECO具体流程可看这里（替换Debug Probes其实很简单），文档ug904中也有详细介绍。