# Менеджер проекта (Project Manager)

Окно Project Manager позволяет управлять проектом: добавлять и редактировать исходные коды проекта, изучить краткое ревью по утилизации ресурсов ПЛИС, используемых для реализации проекта, просматривать логи и сообщения о результатах сборки проекта и многое другое.

В первую очередь нас интересует окно исходных кодов проекта, которое называется `Design Sources` и представлено на _рис. 1_.

## Окно Design Sources

Данное окно находится по умолчанию в верхнем левом углу окна Project Manager (в случае, если вы случайно закрыли это окно, вы можете вернуть его обратно через меню `Windows->Sources`).

![../.pic/Vivado%20Basics/03.%20Project%20manager/fig_01.png](../.pic/Vivado%20Basics/03.%20Project%20manager/fig_01.png)

_Рисунок 1. Окно исходных кодов проекта._

Данное окно разделено на три вкладки:

1. Иерархия (Hierarchy)
2. Библиотеки (Libraries)
3. Порядок сборки (Compile Order)

В определенных ситуациях в данном окне может появиться и вкладка IP Cores, но в рамках данного курса она нас не интересует.

Рассмотрим по порядку данные вкладки.

### Вкладка Hierarchy

Данная вкладка состоит из четырех "папок":

1. Design Sources;
2. Constraints;
3. Simulation Sources;
4. Utility Sources.

В рамках текущего курса лабораторных работ мы будем взаимодействовать только с первыми тремя из них.

Помните, что несмотря на использование слова "папка", речь идет не о директориях операционной системы. Папки проекта — это всего лишь удобная абстракция для управления иерархией проекта.

В папке `Design Sources` строится иерархия проектируемых модулей (исходников цифровых схем, которые в будущем могут быть воспроизведены в ПЛИС или заказной микросхеме).

Папка `Constraints` содержит файлы ограничений, помогающих реализовать проект на конкретной ПЛИС (см. ["Этапы реализации проекта в ПЛИС"](../Introduction/Implementation%20steps.md#implementation)).

`Simulation Sources` хранит в себе иерархию верификационного окружения, **включая модули из папки** `Design Sources` — т.е. все модули (как синтезируемые, так и не синтезируемые), которые будут использованы при моделировании.

> Обратите внимание на то, вкладка `Hierarchy` не содержит файлов. Здесь отображается иерархия модулей проекта. Один модуль может быть использован несколько раз — и в этом случае он будет столько же раз отображён в иерархии, хотя файл, хранящий описание этого модуля останется один (см. _рис. 6_).

#### Добавление файла в проект

Для того, чтобы добавить в проект новый файл, необходимо нажать на значок `+`, расположенный в верхней части окна `Sources` (либо использовать комбинацию горячих клавиш `Alt+A`).

Появится окно добавления исходников. На первой странице этого окна будет необходимо выбрать тип добавляемого файла (см. _рис. 2_).

- файлы ограничений для синтеза схемы под конкретную ПЛИС (`Constraints`);
- файлы проектируемой схемы (`Design Sources`);
- файлы верификационного окружения для верификации схемы (`Simulation Sources`).

![../.pic/Vivado%20Basics/03.%20Project%20manager/fig_02.png](../.pic/Vivado%20Basics/03.%20Project%20manager/fig_02.png)

_Рисунок 2. Первая страница окна добавления исходников._

В первую очередь мы хотим описать какую-нибудь простую схему, поэтому необходимо убедиться, что активным выбран пункт `Design Sources`. Выбрав, нажимаем `Next`.

Появится страница, представленная на _рис. 3_, которая предлагает три варианта добавления исходников.

1. добавить существующий файл;
2. добавить все имеющиеся файлы в заданной директории;
3. создать новый файл.

![../.pic/Vivado%20Basics/03.%20Project%20manager/fig_03.png](../.pic/Vivado%20Basics/03.%20Project%20manager/fig_03.png)

_Рисунок 3. Вторая страница окна добавления исходников._

Создадим новый файл, нажав на соответствующую кнопку окна. Появится всплывающее окно, предлагающее выбрать тип файла и его имя (см. _рис. 4_). В поле `File Type` выберите `SystemVerilog` (этот тип будет использоваться в качестве основного на протяжении всего курса кроме случаев, когда будет сказано иное). В поле `File Name` задайте имя новому файлу (в рамках примера, имя файла будет `max_min`). Указывать расширение файла не нужно — САПР автоматически его добавит в зависимости от выбранного типа файла. Когда всё будет готово, нажмите на `OK`. После того, как были добавлены (или созданы) все необходимые источники, можно нажать кнопку `Finish` в окне `Add Sources`.

![../.pic/Vivado%20Basics/03.%20Project%20manager/fig_04.png](../.pic/Vivado%20Basics/03.%20Project%20manager/fig_04.png)

_Рисунок 4. Окно создания нового файла._

В случае, если создавался новый файл, после нажатия на кнопку `Finish` появится окно, предлагающее автоматически создать прототип модуля, указав в графическом интерфейсе направление и разрядность его портов (см. _рис. 5_). В рамках данного примера, откажемся от данного предложения, нажав кнопки `Cancel->Yes`.

![../.pic/Vivado%20Basics/03.%20Project%20manager/fig_05.png](../.pic/Vivado%20Basics/03.%20Project%20manager/fig_05.png)

_Рисунок 5. Окно описания входов и выходов модуля._

После добавления файлов с исходными кодами, Vivado автоматически начнет обновлять иерархию проекта. Вы можете заметить это по появившейся надписи `Updating` с анимацией крутящейся стрелки, показанной на _рис. 6_.

![../.pic/Vivado%20Basics/03.%20Project%20manager/fig_06.png](../.pic/Vivado%20Basics/03.%20Project%20manager/fig_06.png)

_Рисунок 6. Уведомление об обновлении иерархии проекта._

Пока в окне есть данное уведомление, не рекомендуется запускать подпрограммы во `Flow Navigator` (к примеру, пытаться открыть схематик, запустить симуляцию/синтез и т.п.), поскольку иерархия проекта еще не построена и в конечном итоге может либо произойти ошибка, либо будет выполнено действие не для нужного вам модуля.

> В зависимости от того, какие подпрограммы запущены через `Flow Navigator`, в момент вызова окна `Add Sources`, Vivado автоматически будет стараться выбрать наиболее подходящий пункт (что не всегда будет совпадать с вашим намереньем). К примеру, вы описали модуль, запустили симуляцию, чтобы его проверить, а затем решили описать следующий модуль. Из-за того, что в момент вызова окна `Add Sources` в фоне запущена симуляция, в этом окне по умолчанию будет выбран пункт `Simulation Sources`.

После того, как Vivado закончит обновлять иерархию (и, если при создании файла вы отказались указывать порты модуля, нажав на кнопку `Cancel`), рядом с папкой `Design Sources` появится стрелка, позволяющая развернуть эту папку, внутри которой обнаружится подпапка `Non-module Files` с созданным нами файлом. Новый файл пометили таким образом, поскольку он не содержит модуля. Как только в нем окажется описание какого-нибудь модуля, эта подпапка пропадёт.

Откроем редактор двойным кликом по файлу `max_min.sv` и опишем в нём код, приведённый в листинге 1. В коде _листингов 1-3_ могут содержаться логические ошибки — они запланированы и будут найдены и исправлены в главе "Руководство по поиску и исправлению ошибок".

```Verilog
module max_min(
  input  logic [31:0] a,
  input  logic [31:0] b,
  output logic [31:0] max,
  output logic [ 3:0] min
);

  always_comb begin
    if(a > b) begin
      max = a;
      min = b;
    end
    else begin
      max = b;
      min = b;
    end
  end

endmodule
```

_Листинг 1. Описание модуля max\_min._

Не забудьте сохранить файл после описания в нем модуля нажав в редакторе на значок дискеты, или комбинацию клавиш `Ctrl+S`.

Аналогичным образом, добавьте в `Design Sources` проекта файлы `half_divider` и `vector_abs` и опишите в них модули, представленные в _листингах 2-3_ соответственно (все файлы листингов находятся в репозитории в папке [Vivado Basics/vector_abs](./vector_abs/)). На второй странице окна добавления исходников, представленном на _рис. 3_, вы можете создавать сразу несколько новых файлов. При создании убедитесь, что вы выбрали корректный тип файла.

```Verilog
module half_divider(
  input  logic [31:0] numerator,
  output logic [31:0] quotient
);

  assign quotient = numerator << 1'b1;

endmodule
```

_Листинг 2. Описание модуля half\_divider._

```Verilog
module vector_abs(
  input  logic [31:0] x,
  input  logic [31:0] y,
  output logic [31:0] abs
);


  logic [31:0] min;
  logic [31:0] min_half;

  max_min max_min_unit(
    .a(x),
    .b(y),
    .max(max),
    .min(min)
  );

  half_divider div_unit(
    .numerator(min),
    .quotient(min_half)
  );

  assign abs = max + min_half;

endmodule
```

_Листинг 3. Описание модуля vector\_abs._

В `Simulation Sources` добавьте файл tb_vector_abs, описываемый _листингом 4_.

```Verilog
module tb_vector_abs();

logic [31:0] a;
logic [31:0] b;
logic [31:0] res;

vector_abs dut(
  .x(a),
  .y(b),
  .abs(res)
);
integer err_count = 0;

task check_result(input logic [31:0]a, b, res);
begin : check_result
  reg [31:0] ref_res;
  ref_res = a < b? a/2 + b : a + b/2;
  if (res !== ref_res) begin
    $display("Incorrect res at time %0t:", $time);
    $display("a = %0d, b = %0d", a, b);
    $display("design    res = %0d", res);
    $display("reference res = %0d", ref_res);
    $display("------------------");
    err_count = err_count + 1'b1;
  end
end
endtask

initial begin : test
 integer i;
 $timeformat(-9,0,"ns");
 a = 0; b = 0;
 #5;
 check_result(a,b,res);


 a = 1; b = 1;
 #5;
 check_result(a,b,res);

 a = 3; b = 4;
 #5;
 check_result(a,b,res);


 for(i = 0; i < 100; i=i+1) begin
   a = $random()&32'hff; b = $random()&32'hff;
   #5;
   check_result(a,b,res);
 end

 $display("Test has been finished with %d errors", err_count);
 if(err_count == 0) begin
   $display("SUCCESS!");
 end
 $finish();
end
endmodule
```

_Листинг 4. Описание модуля tb\_vector\_abs._

#### Построение иерархии модулей

После создания указанных файлов и описания в них модулей из листингов 2-4, иерархия модулей примет следующий вид, представленный на _рис. 7_.

![../.pic/Vivado%20Basics/03.%20Project%20manager/fig_07.png](../.pic/Vivado%20Basics/03.%20Project%20manager/fig_07.png)

_Рисунок 7. Иерархия проекта, представленная в свёрнутом виде._

Нажав на стрелку слева от модуля `vector_abs`, иерархия развернётся (_рис. 8_).

![../.pic/Vivado%20Basics/03.%20Project%20manager/fig_08.png](../.pic/Vivado%20Basics/03.%20Project%20manager/fig_08.png)

_Рисунок 8. Иерархия проекта, представленная в развёрнутом виде._

Обратите внимание на то, что модуль `vector_abs` выделен жирным относительно других модулей. Такое выделение означает, что данный модуль выбран в качестве **модуля верхнего уровня** (**top-level module**). Это означает, это данный модуль и представляет итоговую схему, которую мы проектируем, и что другие подпрограммы во `Flow Navigator`, такие как `RTL ANALYSIS`, `SYNTHESIS`, `IMPLEMENTATION` и `PROGRAM AND DEBUG` будут обрабатывать именно этот модуль. Если вдруг вы захотите работать с другим модулем (например, с модулем, `half_divider`) — его необходимо пометить вручную в качестве модуля верхнего уровня. Для этого необходимо нажать по нему правой кнопкой мыши, и в выпадающем меню выбрать `Set as Top` (см. _рис. 9_).

![../.pic/Vivado%20Basics/03.%20Project%20manager/fig_09.png](../.pic/Vivado%20Basics/03.%20Project%20manager/fig_09.png)

_Рисунок 9. Выбор модуля верхнего уровня (показана середина выпадающего списка)._

Обратите внимание, как строится иерархия проекта. Модули, являющиеся объектами других модулей "вложены" в эти модули. Причем в иерархии проекта сперва указывается имя объекта модуля, затем через двоеточие имя самого модуля. В скобках указывается имя файла, где модуль описан. Модуль, который не содержится в других модулях не имеет имени объекта модуля (т.к. нет сущности, которая бы этот объект создавала). Если модуль будет содержать несколько объектов одного и того же модуля, в иерархии будут отображены все эти объекты — именно поэтому нужно понимать, чем иерархия модулей отличается от дерева файлов. Несмотря на то, что модуль описан всего в одном файле, в иерархии проекта может встречаться несколько экземпляров одного и того же модуля.

Добавьте в `Simulation Sources` файл `tb_vector_abs`, содержимое которого представлено в _листинге 4_.

```Verilog
module tb_vector_abs();

logic [31:0] a;
logic [31:0] b;
logic [31:0] res;

vector_abs dut(
  .x(a),
  .y(b),
  .abs(res)
);
integer err_count = 0;

task check_result(input logic [31:0]a, b, res);
begin : check_result
  reg [31:0] ref_res;
  ref_res = a < b? a/2 + b : a + b/2;
  if (res !== ref_res) begin
    $display("Incorrect res at time %0t:", $time);
    $display("a = %0d, b = %0d", a, b);
    $display("design    res = %0d", res);
    $display("reference res = %0d", ref_res);
    $display("------------------");
    err_count = err_count + 1'b1;
  end
end
endtask

initial begin : test
 integer i;
 $timeformat(-9,0,"ns");
 a = 0; b = 0;
 #5;
 check_result(a,b,res);


 a = 1; b = 1;
 #5;
 check_result(a,b,res);

 a = 3; b = 4;
 #5;
 check_result(a,b,res);


 for(i = 0; i < 100; i=i+1) begin
   a = $random()&32'hff; b = $random()&32'hff;
   #5;
   check_result(a,b,res);
 end

 $display("Test has been finished with %d errors", err_count);
 if(err_count == 0) begin
   $display("SUCCESS!");
 end
 $finish();
end
endmodule
```

_Листинг 4. Описание модуля tb\_vector\_abs._

#### Ошибки иерархии

В случае, если при создании какого-либо из файлов вы ошиблись с папкой назначения (добавили файл, предназначенный для `Design Sources` в `Simulation Sources` или наоборот), вы можете перенести этот файл в нужную папку без необходимости его удаления и повторного добавления. Для этого кликните по нужному файлу правой кнопкой мыши и выберите `Move to Design/Simulation sources` (см. _рис. 10_).

![../.pic/Vivado%20Basics/03.%20Project%20manager/fig_10.png](../.pic/Vivado%20Basics/03.%20Project%20manager/fig_10.png)

_Рисунок 10. Перенос модуля в нужную папку._

После добавления модуля `tb_vector_abs`, обратите внимание на иерархию `Simulation Sources`. Обратите внимание на то, что все модули `Design Sources` продублированы в `Simulation Sources`. Это ещё одно отличие от дерева файлов. Физически каждый модуль находится всего в одном файле, здесь представлена иерархия модулей. 

Можно также заметить, что модуль верхнего уровня в `Simulation Sources` другой. Модуль верхнего уровня в `Simulation Sources` определяет то, какой модуль будет использоваться при симуляции (обычно это тестбенч, внутри которого создан объект проверяемого модуля). Модули верхнего уровня в `Design Sources` и `Simulation Sources` не связаны друг с другом (вам не нужно выбирать модулем верхнего уровня в `Design Sources` тот модуль, что вы будете проверять с помощью тестбенча в `Simulation Sources`).

Давайте изменим в модуле `tb_vector_abs` название модуля `vector_abs`, использовавшееся при создании объекта `DUT` (например на `vector`). Получившаяся иерархия модулей представлена на _рис. 11_.

![../.pic/Vivado%20Basics/03.%20Project%20manager/fig_11.png](../.pic/Vivado%20Basics/03.%20Project%20manager/fig_11.png)

_Рисунок 11. Иерархия проекта с отсутствующим модулем._

Иерархия обновилась, но поскольку в проекте не существует модуля с названием `vector`, это отобразилось соответствующим образом. Поскольку модуль `vector_abs` не является частью модуля `tb_vector_abs`, он перестал быть вложенным модулем и разместился рядом в `Simulation Sources` (в `Design Sources` иерархия осталась прежде, т.к. изменения коснулись только модуля `tb_vector_abs`, расположенного в `Simulation Sources`).

### Вкладка Libraries

В данной вкладке находятся файлы проекта, сгруппированные по библиотекам. В рамках данного курса, эта вкладка использоваться не будет.

### Вкладка Compile Order

Обычно Vivado сам определяет порядок компиляции по иерархии проекта. Однако, в некоторых ситуациях он может определить что-то неправильно. На данной вкладке вы можете исправить порядок компиляции (скорее всего, вам может потребоваться эта вкладка, для указания порядка компиляции пакетов SystemVerilog).

## Дополнительные материалы

Более подробную информацию по окну `Sources` вы можете найти в руководстве пользователя Vivado: ["Vivado Design Suite User Guide: Using the Vivado IDE (UG893)"](https://docs.xilinx.com/r/en-US/ug893-vivado-ide) (раздел ["Using the Sources Window"](https://docs.xilinx.com/r/en-US/ug893-vivado-ide/Using-the-Sources-Window)).