Sahabat Robonesia, dalam dunia desain digital dan FPGA (Field Programmable Gate Array), keberadaan Electronic Design Automation (EDA) tool sangat krusial. Salah satu EDA paling populer dan banyak digunakan di industri maupun akademik adalah AMD Xilinx Vivado Design Suite. Vivado merupakan software resmi dari AMD Xilinx yang digunakan untuk desain, simulasi, sintesis, implementasi, dan debugging sistem digital berbasis FPGA dan SoC buatan AMD Xilinx.

Artikel ini akan mengulas tentang software EDA AMD Xilinx Vivado secara umum, mulai dari pengertian, fitur utama, alur kerja (design flow), kelebihan, kekurangan, hingga siapa saja yang paling cocok menggunakan Vivado.

 

1. Apa itu AMD Xilinx Vivado?

Vivado Design Suite adalah EDA tool terintegrasi yang dikembangkan oleh AMD Xilinx untuk menggantikan tool lama mereka, yaitu ISE Design Suite. Vivado diperkenalkan untuk mendukung FPGA generasi baru seperti:

• Artix-7
• Kintex-7
• Virtex-7
• Zynq-7000 SoC
• Zynq UltraScale+ MPSoC
• Versal ACAP

 

Vivado dirancang dengan pendekatan modern, berbasis constraint-driven design, dan mampu menangani desain skala besar dengan jutaan logic cell (Configure Logic Block, CLB).

 

2. Fungsi Utama Vivado Design Suite

Vivado bukan hanya satu software, tetapi sebuah ekosistem EDA yang mencakup berbagai fungsi penting, yaitu sebagai berikut:

 

2.1 RTL Design

Vivado mendukung bahasa pemrograman HDL popular saat ini:

• VHDL.
• Verilog.
• SystemVerilog.

 

Yang dapat digunakan untuk membuat desain sistem atau rangkaian digital yang merupakan bagian dari alur pembuatan desain rangkaian terintegrasi (Integrated circuits, IC). Desain sistem atau rangkaian digital dalam hal ini sering disebut juga dengan desain RTL (Register Transfer Level).

 

2.2 Simulasi desain RTL

Vivado menyediakan simulator bawaan (Vivado Simulator / XSim) untuk:

• Behavioral simulation.
• Post-synthesis simulation.
• Post-implementation simulation.

 

Simulasi dilakukan menggunakan testbench HDL, sehingga sangat cocok untuk:

• Verifikasi logika.
• Debug timing dan fungsionalitas.

 

2.3 Synthesis desain RTL

Tahap sintesis akan mengubah kode RTL menjadi “netlist” logika berbasis LUT, FF, BRAM, dan DSP slice FPGA.

Vivado memiliki “Synthesis engine” yang:

• Cepat
• Optimal
• Mendukung optimasi area, power, dan timing.

 

2.4 Implementation (Place & Route)

Tahap implementasi mencakup:

• Translate
• Place
• Route

 

Vivado memetakan desain ke fisik FPGA, dengan memperhatikan:

• Timing constraint.
• Clock domain.
• Resource utilization

 

2.5 Constraint Management (XDC)

Vivado menggunakan Xilinx Design Constraints (XDC) berbasis TCL, untuk:

• Pin assignment.
• Clock definition.
• Timing constraint.
• I/O standard

 

Contoh XDC script:

 

2.6 IP Integrator (Block design)

Salah satu keunggulan Vivado adalah intellectual property (IP) Integrator, yang memungkinkan desain sistem digital berbasis block diagram tanpa banyak menulis RTL.

Digunakan untuk:

• Zynq Processing System.
• AXI Interconnect.
• MicroBlaze.
• DDR Controller

 

Sangat cocok untuk:

• Embedded system.
• FPGA + Processor design

 

2.7 Hardware Debug (ILA & VIO)

Vivado mendukung debugging langsung di FPGA melalui:

• Integrated Logic Analyzer (ILA).
• Virtual Input/Output (VIO)

 

Fitur ini sangat berguna untuk:

• Melihat sinyal internal FPGA secara real-time.
• Debug tanpa logic analyzer eksternal.

 

3. Alur Desain Sistem Digital Menggunakan Vivado

Secara umum, alur desain sistem digital menggunakan Vivado adalah:

1. Create Project.
2. Add RTL Source.
3. Add Constraints (.xdc).
4. Run Simulation.
5. Run Synthesis.
6. Run Implementation.
7. Generate Bitstream.
8. Program FPGA.

 

Alur ini konsisten baik untuk proyek kecil (seperti LED blink) maupun proyek kompleks (SoC Zynq).

 

4. Kelebihan Vivado Design Suite

• Tool industri standar: Digunakan secara luas di perusahaan semikonduktor dan riset.
• Mendukung FPGA modern: Optimized untuk Artix-7 hingga Versal.
• IP Catalog (Design Block) sangat lengkap: Mempercepat development tanpa harus menulis semuanya dari nol.
• GUI dan TCL Script: Pemanfaatan fitur dan operasi dapat menggunakan GUI dan TCL script. GUI untuk pemula, sedangkan TCL script untuk profesional.
• Integrasi hardware & software: Terutama untuk Zynq dan MPSoC.

 

5. Kekurangan Vivado Design Suite

• Ukuran software sangat besar: Instalasi bisa mencapai puluhan GB.
• Butuh PC dengan spesifikasi tinggi: RAM minimal 16 GB sangat disarankan.
• Bagi pemula, kurva belajar cukup curam: Banyak hal baru yang perlu dipelajari. Terutama untuk constraint dan timing analysis.

 

6. Penggunaan Vivado untuk Akademik dan Industri

A. Akademik

• Praktikum desain digital.
• Pembelajaran FPGA.
• Penelitian DSP, AI acceleration, dan robotics.

 

B. Industri

• ASIC prototyping.
• Embedded system.
• Aerospace, otomotif, telekomunikasi.

 

7. Download Vivado Design Suite

Untuk memperoleh installer EDA AMD Vivado Design Suite, kilk disini!

 

8. Edisi Instalasi Vivado Design Suite

Vivado design suite tersedia dalam 2 edisi instalasi, yaitu:

1. Vivado ML Standard: Gratis, cocok untuk edukasi dan desain FPGA pemula atau profesional.
2. Vivado ML Enterprise: Memerlukan lisensi, digunakan untuk desain skala besar (Industrial) & advanced optimization.

 

Gambar 1. Pilihan edisi Vivado (Standard & Enterprise)

 

9. Kesimpulan

• AMD Xilinx Vivado adalah EDA tool yang sangat powerful dan stabil, untuk desain FPGA modern.
• Meskipun memiliki kurva belajar yang cukup curam bagi pemula (Banyak hal baru yang harus dikuasai), Vivado menawarkan fitur lengkap dari RTL design hingga hardware debugging, menjadikannya pilihan utama baik untuk pemula maupun profesional.
• Bagi sahabat Robonesia yang ingin berkarier sebagai IC designer, FPGA engineer, atau embedded system engineer, menguasai Vivado adalah investasi keterampilan jangka panjang.