Vivado中的增量编译（Incremental Compilation）和设计锁定（Design Locking）是FPGA设计流程中用于提升效率、确保模块布局布线稳定的关键技术。
简要介绍
增量编译（Incremental Compilation）
所谓增量实现，更严格地讲是增量布局和增量布线。它是在设计改动较小的情形下参考原始设计的布局、布线结果，将其中未改动的模块、引脚和网线等直接复用，而对发生改变的部分重新布局、布线。这样做的好处是显而易见的，即节省运行时间，能提高再次布局、布线结果的可预测性，并有助于时序收敛。
增量编译通过复用已有实现结果（布局布线后的DCP文件），仅对设计中的修改部分重新编译，其本质是”增量布局布线“，适用于设计改动较小（通常不超过5%）的场景，例如添加调试模块（如ILA）或局部逻辑优化。
增量实现由两个流程构成：原始流程和增量流程，如图所示。其中，原始流程提供网表。这里的网表可以是布局后的DCP文件，也可以是布线后的DCP文件。
增量实现流程有两种模式：高复用模式和低复用模式。在高复用模式下，布局、布线会尽可能地复用已有布局、布线的结果。在这种情形下，place_design和route_design都只有三种directive可用，分别为Default、Explore和Quick。
以下两种情形适合于高复用模式：
- 很小的设计改动。
- 与原始设计相比，更新后的设计只是添加了调试模块，如ILA等。
由此可见，高复用模式在网表时序收敛且多达95%的逻辑单元被复用时最为有效。
与高复用模式相比，低复用模式则适用于更新后的设计与参考设计相比有较大的改动，或者用户通过read_checkpoint的选项−reuse_objects指定复用逻辑单元的情况。此时，place_design和route_design的所有−directive均可用。
当布局、布线在某些区域面临挑战时，低复用模式更为有效。例如，从网表中获得较好的Block RAM和DSP的布局，或者时序难以收敛的逻辑单元。这些都可通过Tcl命令获得。
设计锁定（Design Locking）
设计锁定通过lock_design命令将模块的布局（Place）和布线（Route）完全固定，确保后续修改不会影响已锁定部分的物理位置。这一功能常与增量编译结合使用，用于模块复用或关键路径优化。
简单的增量编译是不能保证模块固定在某个位置的，为了实现这一点，需要对设计进行锁定。因此一般来说，增量编译都是与设计锁定联合使用的。
操作步骤
首先，完成一次完整的综合与实现流程，生成布局布线后的设计检查点文件（.dcp），路径通常为 project.runs/impl_1。可以新建一个文件夹（名字是dcp_file），将该文件复制到其中。
设计锁定
前面说道，简单的增量编译是不能保证模块固定在某个位置的，为了实现这一点，需要对设计进行锁定。方法是，打开一个新的Vivado界面，通过File -> Checkpoint -> Open打开窗口（2019.1版本）。
如果Vidado版本是2017.4，打开新的Vivado界面后，通过File -> Open Checkpoint打开窗口。
在弹出的文件选择窗口中选择dcp_file文件夹下的dcp文件；打开后，在TCL Console中输入命令：
1 | lock_design -level routing |
点击左上角保存，做完这一步后，设计就被锁定好了，dcp文件就可以用了。
增量编译
对需要修改的代码做出修改后，在主界面菜单栏中，通过Flow -> Create Runs打开窗口。
选Both，点Next；
创建综合部分无需改动，直接点击Next；
勾选Make active，点Next；
选Do not launch now，点Next；
点击Finish完成创建；对于Vidado 2019.1，在impl_2右键，选择Set Incremental Implementation；
选择Specify design checkpoint，点击Add new design checkpoint，选择dcp在前面的步骤中准备好的dcp文件。
Copy sources into project选项勾选后，可以让Vivado将dcp文件自动复制到项目根目录的project.srcs/utils_1/imports/impl_1文件夹下。
对于Vivado 2017.4，在impl_2右键，选择“Set Incremental Compile”，选择在前面的步骤中准备好的dcp文件即可。
至此，项目已经完成设计锁定，并配置好增量编译，接下来可以开始新的综合、实现，完成增量编译过程。
参考链接
【Vivado那些事】Vivado中增量编译与设计锁定_vivado增量编译-CSDN博客
本文链接： https://hanqingjiang.com/2025/03/31/20250331_vivado_incrementalCompiles/
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