通常のコンパイル・フロー

下図は、通常 Quartus® Prime が行うコンパイル・フローを示したものです。
主なプロセスは以下の4工程です。このうち、Analysis & Synthesis（論理合成）と Fitter（配置配線）がコンパイル実行時間の大半を占めます。

つまり、この工程の処理時間を短縮することが、コンパイルの総時間を短縮することにつながります。

コンパイル時間を短縮させる方法はこれだ！

Quartus® Prime には、主に以下3つのコンパイル・メソッドがあります。
いずれもコンパイルが完了したプロジェクトに対して、その後修正を加え 再コンパイルを実施したときに効果を発揮します。

　1.　スマート・コンパイル（Smart Compilation）
 2.　ラピッド・リコンパイル（Rapid Recompile）
　3.　インクリメンタル・コンパイル（Incremental Compilation）

これらのコンパイル時間の短縮効果は、（小）1　＜　2　＜　3（大） です。
ここでは、その中でも簡単に使える スマート・コンパイル機能 と ラピッド・リコンパイル機能 を取り上げます。

ハナコのつぶやき
3つ目の “インクリメンタル・コンパイル” は一番効果的ですが、ややテクニックを要します。そのため別のページでご案内します。下記をご覧ください。

⇒　FPGA デザインの一部だけを再コンパイルする方法
⇒　インクリメンタル・コンパイルを使ってみよう

これら機能の特徴は？

スマート・コンパイル と ラピッド・リコンパイルの特徴をざっくりと下表に示します。

各コンパイルの実行フロー例

スマート・コンパイルの場合

例えば、（事前にスマート・コンパイルのオプションは適用済みの状態で）既にコンパイルが完了した後に

• ピンレイアウトを変更した
• デバイスの型番が変更になった（ただしデバイス・ファミリーは同一）
• (タイミングがメットできていないなどの理由で) 内部配置に影響するオプションを設定した

このようなときにスマート・コンパイルが適用されると、コンパイラーは下図の処理動作になります。
（※ Stratix® V, Arria® V, Cyclone® V の場合はラピッド・リコンパイルの活用を推奨します。）

ラピッド・リコンパイルの場合

[Stratix® V, Arria® V, Cyclone® V をターゲットにしたプロジェクトが対象]
例えば、既にコンパイルが完了した後に

• 小規模なデザイン修正があった（例: レジスタの追加）
• 新たに機能モジュールが追加された
• ピンレイアウトを変更した
• デバイスの型番が変更になった（ただしデバイス・ファミリーは同一）
• (タイミングがメットできていないなどの理由で) 内部配置に影響するオプションを設定した
• SignalTap® II ロジック・アナライザーを追加した、あるいはそのデバッグ条件を変更した

このようなときにラピッド・リコンパイルが適用できます。
下図は、デザインが修正された場合にラピッド・リコンパイルを適用した際の、コンパイラーの処理動作を表したものです。

その実行方法は？（スマート・コンパイル）

ものすごく簡単です！！
まず 初回コンパイルの前に、オプションを設定します。
Assignments メニュー ＞ Settings ＞ Compilation Process Settings カテゴリーを選択し、Use smart compilation オプション = On！

その後、Processing メニュー ＞ Start Compilation でコンパイルをスタートします。

このときに実行されるコンパイルは、まだスマート・コンパイルではありません。

この回 以降の再コンパイルをスマート・コンパイルで実行させるために、データベースを保存しながらコンパイルが行われます。（そのため若干処理時間がかかります。）
その後、レイアウト変更があったので再コンパイルが必要になりました。

Pin Planner でレイアウトを変更後、Processing メニュー ＞ Start Compilation でコンパイルをスタートします。

この回のコンパイルが、まさに “スマート・コンパイル” になります！
なお、このオプションが適用されていても、再び論理合成が必要だと Quartus® Prime に判断された場合には自動的に Analysis & Synthesis が実行されます。実行状況や時間は、Tasks ウィンドウやコンパイル・レポートの Flow Elapsed Time で確認が可能です。

以上が、スマート・コンパイルの実行方法です。

その実行方法は？（ラピッド・リコンパイル）

こちらも、ものすごく簡単です！！
Processing メニュー ＞ Start ＞ Start Rapid Recompile をクリック！
これだけでラピッド・リコンパイルの再コンパイルが実行されます。

実行状況や時間は、Tasks ウィンドウ（自動的に Rapid Recompile モードに表示が変わります。）やコンパイル・レポートの Flow Elapsed Time で確認が可能です。

デザイン規模や変更内容の状況にも依存しますが、合成前のHDLを変更する（推奨5%以下）場合にはコンパイル速度を最大3倍に、配置配線（フィッティング）後の SignalTap® II ロジック・アナライザーを使った信号解析での条件変更の場合には最大4倍に、高速化が期待できますよ。

以上が、ラピッド・リコンパイルの実行方法です。

ハナコのちょこっとポイント！

ここでお伝えしたい結論は、「ラピッド・リコンパイルを使うとき、基本的にはスマート・コンパイル機能は OFF にしましょう。」です。

今までラピッド・リコンパイルを実行していたのに、レイアウトを変更後につい通常のコンパイル（Processing メニュー ＞ Start Compilation）を実行してしまうと以下のエラーになることがあります。

ID:14608 You have completed a Rapid Recompile incremental compilation. Please run the Rapid Recompile Fitter to re-iterate your Rapid Recompile incremental compilation, or run Analysis & Synthesis (quartus_map) to start a Full Compilation.

"スマート・コンパイル" と "ラピッド・リコンパイル" は、前回のコンパイル結果（データベース）に対する処理のアルゴリズムが異なるため、このようなエラーが発生してしまいます。

上記エラーの回避策は、Rapid Recompile Fitter を単独実行（右図参照）後に改めてラピッド・リコンパイルを実行します。

このエラーはあくまでも一例で、他にもデータベースの不適合により別のエラーが発生することもあります。
"基本的には" と書いたのは、Quartus® Prime の特性を理解し きちんとした手順を踏めば、エラーを回避できますし機能の併用も可能です。…が、私から言わせてもらえば（せっかくラピッド・リコンパイルを使っているのに）この2つのオプション併用はあまり意味がないですね～。

最後に

いかがですか、こんなに簡単な操作でコンパイル時間を短縮できるなんて、画期的だと思いませんか？
ぜひみなさんもお試しください！