Xilinx的新一代設計套件Vivado相比上一代產品ISE，在運行速度、算法優(yōu)化和功能整合等很多方面都有了顯著地改進。但是對初學者來說，新的約束語言XDC以及腳本語言Tcl的引入則成為了快速掌握Vivado使用技巧的最大障礙，以至于兩年多后的今天，仍有很多用戶缺乏升級到Vivado的信心。

本文介紹了Tcl在Vivado中的基礎應用，希望起到拋磚引玉的作用，指引使用者在短時間內快速掌握相關技巧，更好地發(fā)揮Vivado在FPGA設計中的優(yōu)勢。

Tcl的背景介紹和基礎語法

Tcl（讀作tickle）誕生于80年代的加州大學伯克利分校，作為一種簡單高效可移植性好的腳本語言，目前已經廣泛應用在幾乎所有的EDA工具中。Tcl 的最大特點就是其語法格式極其簡單甚至可以說僵化，采用純粹的 [命令 選項 參數(shù)] 形式，是名副其實的“工具命令語言”（ 即Tcl的全稱Tool Command Language）。

實際上Tcl的功能可以很強大，用其編寫的程序也可以很復雜，但要在Vivado或大部分其它EDA工具中使用，則只需掌握其中最基本的幾個部分。

注： 在以下示例中，% 表示Tcl的命令提示符，執(zhí)行回車后，Tcl會在下一行輸出命令執(zhí)行結果。 // 后是作者所加注釋，并不是例子的一部分。

設置變量

打印主要通過puts語句來執(zhí)行，配合特殊符號，直接決定最終輸出內容。

文件I/O

可以看到Tcl對文件的操作也是通過設置變量，改變屬性以及打印命令來進行的。上述寫文件的例子中通過puts命令在my_file.txt文件中寫入兩行文字，分別為“Hello World!” 和myVar變量的值，然后在讀文件操作中逐行讀取同一文件的內容。

控制流和循環(huán)命令

Tcl語言中用于控制流程和循環(huán)的命令與C語言及其它高級語言中相似，包括if、while、for和foreach等等。

具體使用可以參考如下示例：

子程序/過程

Tcl中的子程序也叫做過程（Procedures），Tcl正是通過創(chuàng)建新的過程來增強其內建命令的能力，提供更強的擴展性。具體到Vivado的使用中，用戶經常可以通過對一個個子程序/過程的創(chuàng)建來擴展或個性化Vivado的使用流程。

一些特殊符號

Tcl語言的基本語法相對簡單，但要熟練掌握仍需日常不斷練習。Xilinx網站上有很多相關資料，這里推薦兩個跟Tcl相關的文檔 UG835 和 UG894 ，希望對大家學習Vivado和Tcl有所幫助。

在Vivado中使用Tcl定位目標

在Vivado中使用Tcl最基本的場景就是對網表上的目標進行遍歷、查找和定位，這也是對網表上的目標進行約束的基礎。要掌握這些則首先需要理解Vivado對目標的分類。

目標的定義和定位

如上圖所示，設計頂層的I/O稱作ports，其余底層模塊或是門級網表上的元件端口都稱作pins。而包括頂層在內的各級模塊，blackbox以及門級元件，都稱作cells。連線稱作nets，加上XDC中定義的clocks，在Vivado中一共將網表文件中的目標定義為五類。要選取這五類目標，則需用相應的get_*命令，例如get_pins等等。
get_ports

ports僅指頂層端口，所以get_ports的使用相對簡單，可以配合通配符“* ”以及Tcl語言中處理list的命令一起使用。如下所示，

get_cells/get_nets

?

不同于ports僅指頂層端口，要定位cells和nets則相對復雜，首先需要面對層次的問題。這里有個大背景需要明確：Vivado中Tcl/XDC對網表中目標的搜索是層次化的，也就是一次僅搜索一個指定的層次current_instance，缺省值為頂層。