vivado码流压缩

雨洛lhw2025-12-27 9:03

[2. 通过约束压缩比特流文件](#2. 通过约束压缩比特流文件)

记录目的：优化远程维护及在轨重构效率。由于比特流大小直接挂钩 Flash 烧录带宽与 FPGA 配置耗时，本项研究聚焦于"码流压缩"技术。核心目标是通过缩减文件规模，提升数据链路利用率，并缩短系统重新上电后的配置响应时间。

1.常见的码流文件

vivado可以导出不同的码流文件，如下图所示：

常见的码流说明如下：

文件后缀	名称	格式	包含内容	主要用途
.bit	Bitstream 文件	二进制	含文件头（芯片型号、创建日期等）+ 逻辑配置数据	默认格式。用于 Vivado JTAG 直接下载到 FPGA 内部（掉电丢失）。
.bin	Binary 文件	二进制	纯配置数据（无文件头）	常用。用于 SPI/BPI Flash 烧录。其起始位置就是第一条配置指令。
.rbt	Raw Bit 文件	ASCII 文本	十六进制/二进制文本 + 文本文件头	调试用。可以用记事本打开。你的压缩工具通常要求此格式作为输入。
.msk	Mask 文件	二进制	屏蔽位信息	用于验证码流。区分配置数据中哪些是常数，哪些是会随运行变化的（如回读校验）。
.mcs	PROM 文件	ASCII (Intel Hex)	带校验和的配置数据	传统的 ISE 时代文件格式，用于固化到外部 PROM/Flash。

其中，.bit和.bin文件都可以通过JTAG下载。.rbt文件用于772所的压缩文件功能。其他的码流形式很少用到。

在 Vivado 中，可以通过在 .xdc 文件中添加以下约束来启用压缩功能。XDC 约束代码:

复制代码

# 开启比特流压缩
set_property BITSTREAM.GENERAL.COMPRESS TRUE [current_design]

原理：Vivado 使用多帧写（Multi-frame Write）技术。当发现多个配置帧（Frame）的内容完全一致时，比特流指令会指示 FPGA ："将这一份数据同时写入以下 N 个地址"。
预期效果 ：通常能减小 30% - 60% 的文件体积。

通过开启压缩约束，对比了同一份工程生成的比特流大小变化：

压缩前：

压缩之后：

可以看得到压缩效果还是很厉害的，减少了91%左右的文件体积。

以上就是本次笔记的记录。