如果你被标题吸引而来，哈哈说明我成功了。

不过先别着急拍砖，这次的主题是使用Tcl脚本在quartus II中完成FPGA的配置。

Tcl(读Tickle) 全称(Tool Command Language)，是一种简单易学又十分强大的脚本语言。在数字集成电路设计中应用十分广泛。

利用Tcl脚本，告别在Quartus II界面下用鼠标点来点去的步骤，直接双击，就可以完成工程的创建、综合、布局布线、引脚约束时序约束等过程。

所以一键完成也并非妄言。

Tcl脚本还可以轻松的保存和导出现有工程文件的约束和配置，然后移植到其他工程中。

另外，Tcl脚本在Modelsim仿真中也有着十分广泛的应用，这一部分内容我们在之后的文章中进行讲解。

这篇文章的主要目的，是帮助大家理解Quartus II中Tcl脚本的主要层次结构，破除一下神秘感，文章的一些内容，是我自己整理理解而来。

好啦，闲话少说，为了使大家直观的了解Tcl脚本的应用，不至于一上来就绕晕在各种概念里，这里先带大家完成一个小例子，看一下Tcl脚本的实际作用。

01

首先需要大家检查一下，在环境变量中是否添加了Quartus II。

打开系统属性，点击环境变量。

之后在用户变量 -> Path下把电脑上quartusbin64这个路径添加进去即可。

02

接下来，大家自己找一个已经编译好的小工程，在Quartus II中打开，点击Project -> Generate Tcl File for Project。

这时在工程目录下，大家会看到一个后缀为.tcl的文件。

然后，大家把这个Tcl文件，与这个工程的源文件(.v)复制到一个新的文件夹下，注意文件名不要有中文字符。

在文件下新建一个空白的txt文档，输入“quartus_sh -t xxx.tcl”，注意后面的tcl名需要与自己的tcl文件相同，最终的结果是这样的。

最后，将txt文档的后缀改为.bat

好啦，大功告成！

现在，我们双击这个.bat文件，看看会发生什么？

没错，工程被创建了出来，大家打开工程会发现，和之前自己最早的工程一模一样。

03

其实上述的小例子也是有一定的实用价值的。

比如当你想复制一个很大的工程时，只需要把脚本文件与源文件拷贝即可，这大概只要几十kb，而一个工程目录通常可能得有好几百兆。

不过这个小例子还是更多的让大家找找感觉，理解一下Tcl的流程。

我们来分析一下刚才干了什么。

大家可能已经发现了，从源工程导出的Tcl文件，包含了工程所有的配置与约束信息。

而最后创建的bat文件，其实是所谓的批处理文件，就是让Windows执行了quartus_sh -t xxx.tcl这样一条语句。

大家也可以在命令行下，切换到对应的路径下，直接输入这句话，也能达到一样的效果。

接下来的问题是，Tcl文件里都有什么？quartus_sh -t xxx.tcl这句话是什么意思？我们来分析一下。

04

首先要明确的是，在Quartus II中，Tcl脚本有3个层次，分别是命令行可执行语句(Command-Line Executables)、Tcl内的包(Packages)与包内的命令(Package commands).

理解了这三个层次的内容，就理解了Quartus II中Tcl脚本的基本结构。同时这部分内容也是本文的核心。

大家在命令行中输入quartus_sh --qhelp，可以打开Quartus II自带的关于Tcl脚本的帮助文档。

像下图这样：

左边有两个目录，分别就是可执行命令，与包。而点击任何一个包，右边就会出现包内的命令。这三者各有什么用，它们之间是一个什么样的关系呢？

大家观察一下，命令行可执行语句(Command-Line Executables)的形式全部为quartus_xx，是直接写入批处理脚本中的。

我们刚才往bat文件里写入的是：quartus_sh -t xxx.tcl，意思就是使用了quartus_sh这个可执行命令来执行后面的那个脚本。

每一个可执行命令，其实就代表了FPGA配置或者约束的一个步骤。

比如quartus_fit用来做映射，quartus_sta用来做时序仿真等等。而我们这里用的quartus_sh，其实是所谓的Quartus shell，是为所有的步骤提供了一个入口。

为了实现可执行命令所执行的功能，Quartus II里为每一个可执行命令提供了不同的包。

而包内的命令，是我们真正要往Tcl脚本里写入的。

指令与包之间的关系是这样的。

实心圆代表可执行语句默认加载了这个包。比如说，所有的可执行语句即quartus_xxx都加载了project这个包.

这意味着，不管用任何可执行命令执行Tcl脚本，脚本中都可以调用project包下的指令，如set_global_assignment。

大家可以打开自己刚才生成的Tcl脚本看一下，里面有大量这条语句，这条语句就是对工程进行配置的。

空心圆代表可执行语句无法加载这个包，比如假如用quartus_sh这条语句执行sdc这个包下的语句，就是不行的。

而半空半满圆表示，可执行语句没有默认加载这个包，要是想用的话需要自己进行手动加载。在Tcl脚本内写入 load_package <package name>；之后，就可以使用对应包内的指令了。

比如，使用quartus_sh这个指令去执行脚本,又需要执行flow这个包下的指令,如execute_flow,那么我们就需要在Tcl文件中写入 load_package flow这句话。

总结：批处理文件(.bat)中写可执行指令，如quartus_xxx；

脚本(Tcl)文件中写可执行指令下Tcl包内的指令；

如果没有包没有默认导入的话还要在Tcl文件中导入。

05

好了，有了上面的铺垫，我们打开自己生成的Tcl脚本看一下。

因为大家各自的工程不同，脚本自然也不同，不过结构基本一致。其中带#号的是注释，在这里就不列举了。

我的Tcl脚本主要有两部分，第一部分是

package 

这一部分主要是检查目前待创建的工程是否存在，如果不存在的话，就project_new -revision led_test led_test，即创建led_test这个工程。其中-revision后面跟的是一同被创建的qsf文件的名字。

当然如果自己写脚本的话其实没有必要这么多判断，创建工程直接写
project_new -revision <qsf文件名> <工程名>这样即可。

第二部分是

# Make assignments
if {$make_assignments} {set_global_assignment -name PROJECT_OUTPUT_DIRECTORY output_filesset_global_assignment -name VERILOG_FILE led_test.vset_global_assignment -name LAST_QUARTUS_VERSION 13.1set_global_assignment -name MIN_CORE_JUNCTION_TEMP 0set_global_assignment -name MAX_CORE_JUNCTION_TEMP 85set_global_assignment -name FAMILY "Cyclone IV E"set_global_assignment -name DEVICE EP4CE75F23C8set_global_assignment -name ERROR_CHECK_FREQUENCY_DIVISOR 1set_global_assignment -name CRC_ERROR_OPEN_DRAIN OFFset_global_assignment -name CONFIGURATION_VCCIO_LEVEL 3.3Vset_global_assignment -name RESERVE_ALL_UNUSED_PINS_WEAK_PULLUP "AS INPUT TRI-STATED"set_global_assignment -name STRATIX_DEVICE_IO_STANDARD "3.3-V LVTTL"set_global_assignment -name CYCLONEII_RESERVE_NCEO_AFTER_CONFIGURATION "USE AS REGULAR IO"set_global_assignment -name RESERVE_DATA0_AFTER_CONFIGURATION "USE AS REGULAR IO"set_global_assignment -name RESERVE_DATA1_AFTER_CONFIGURATION "USE AS REGULAR IO"set_global_assignment -name RESERVE_FLASH_NCE_AFTER_CONFIGURATION "USE AS REGULAR IO"set_global_assignment -name RESERVE_DCLK_AFTER_CONFIGURATION "USE AS REGULAR IO"set_global_assignment -name USE_CONFIGURATION_DEVICE OFFset_global_assignment -name OUTPUT_IO_TIMING_NEAR_END_VMEAS "HALF VCCIO" -riseset_global_assignment -name OUTPUT_IO_TIMING_NEAR_END_VMEAS "HALF VCCIO" -fallset_global_assignment -name OUTPUT_IO_TIMING_FAR_END_VMEAS "HALF SIGNAL SWING" -riseset_global_assignment -name OUTPUT_IO_TIMING_FAR_END_VMEAS "HALF SIGNAL SWING" -fallset_global_assignment -name PARTITION_NETLIST_TYPE SOURCE -section_id Topset_global_assignment -name PARTITION_FITTER_PRESERVATION_LEVEL PLACEMENT_AND_ROUTING -section_id Topset_global_assignment -name PARTITION_COLOR 16764057 -section_id Topset_instance_assignment -name IO_STANDARD "3.3-V LVTTL" -to clkset_instance_assignment -name PARTITION_HIERARCHY root_partition -to | -section_id Top# Commit assignmentsexport_assignments# Close projectif {$need_to_close_project} {project_close}

这主要是对工程进行配置，包含大量的set_instance_assignment语句，每句话的含义，大家可以结合帮助文档理解。

其实只要理解了命令行可执行语句、包与包内语句这三者之间的关系，再结合帮助文档，其实Quartus 中的Tcl脚本是比较容易理解的。

实际使用中使用Tcl脚本主要用于对工程进行约束配置，比如用来做引脚约束就十分方便.

另外Tcl脚本的一大用处就是在Modelsim的仿真中，这部分内容我们之后再聊。

感谢您能看到这里，希望没有浪费您的时间，我们下次见！

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