序
尽管Tcl脚本自20世纪80年代初诞生以来已有30多年的历史了，但仍然经久不衰，在IC领域被广泛使用，很多EDA工具都将其集成其中。Vivado也不例外，在2012年正式发布时，我们就看到了Tcl的身影。这使得Vivado如虎添翼，功能愈发强大。能在图形界面下执行的操作几乎都有相应的Tcl命令。反过来，很多操作只能借助Tcl脚本完成而无法在图形界面下操作。借助Tcl脚本，工程师可以对设计进行深入分析，及时发现更深层次的问题。不得不说，Tcl俨然成为设计分析的利器。
遗憾的是，目前市面上鲜有Tcl方面的学习书籍，网络上的各种学习资源鱼目混珠、良莠不齐，且只注重语法或单一的常规命令，没有与Vivado结合起来讲解工程应用。在工作中，我遇到过很多FPGA工程师，他们迫切希望掌握这一利器，却因找不到合适的学习资源而深感无奈，或者已掌握Tcl基本语法知识，了解了一些基本命令，但却因不知在Vivado中如何应用而束手无策。这一现状深深地触动了我，促使我决定写一本与Tcl、Vivado都紧密相关的书。
早在Xilinx前一代开发工具ISE中出现Tcl时，我就开始关注Tcl，而当Vivado正式发布时，我就决定深入学习Tcl。随着时间的流逝，一晃8年过去了，可以不夸张地说，Tcl几乎成为我每天工作中必用的语言之一。借助Tcl脚本，我可以实现从设计输入到生成位流文件的全流程操作，不仅可以对网表进行编辑和深入分析，还可以扫描布局布线策略并生成相关报告。但Tcl能做的还远不止这些。让我感受最深的是我可以并行工作，例如扫描策略时，可以同时分析设计的其他网表文件，从而大大提高了工作效率。
同时，我开发了基于Tcl脚本的Vivado自动化策略扫描，并开发了基于Tcl脚本的自动化设计分析。这两个脚本被很多工程师使用，广受好评。工程师普遍认为这些脚本可以极大地缩短设计迭代和分析时间，有效提高工作效率，减轻压力和负担。我相信通过本书的学习，读者也可以开发出自己想要的带有特定功能的Tcl脚本。
2020年初，我开始着手撰写本书，在内容安排上，要求既包含Tcl相关知识，又包含如何在Vivado中使用Tcl。首先，本书是一本与编程语言相关的书籍，少不了大量的代码，为此，在代码排版上花费了一些工夫，保证读者能够体会到代码的美感；其次，本书又不是一本单纯讲解编程的书籍，重点是工程应用，我结合自己的工程实践总结出了大量的常规应用，并分门别类地加以讲解。读者要掌握Tcl脚本并将其应用在Vivado工程中，仍需大量的实践。希望本书能起到抛砖引玉的功效。
与很多EDA工具一样，Vivado将Tcl集成其中后，极大地丰富并增强了Vivado的功能。因此，若想把Vivado用好，掌握Tcl势在必行。着眼于此，本书分为两部分：第一部分为基础部分，以Tcl基础知识为主；第二部分为应用部分，以Tcl在Vivado中的应用为主。
就第一部分而言，涵盖了Tcl的三类置换（包括变量置换、命令置换和反斜杠置换）、表达式和数学运算、经典数据类型（包括字符串、列表和数组）、流程控制命令、过程、命名空间及文件操作等，分布在第1～9章，尽可能地涵盖常见命令，并给出具体代码示例，讲解使用方法。
就第二部分而言，涵盖了Tcl在Vivado中的典型应用，包括设计流程管理、设计资源管理、设计分析，并给出了具体的应用案例，例如，如何通过Tcl脚本实现从设计输入到生成位流文件的自动化操作；如何借助Tcl脚本实现策略扫描；如何应用Tcl脚本发现设计的潜在问题。这些内容分布在第10～13章。同时，我结合工作实践，给出了Tcl在Vivado中的其他应用，并在第14章中进行了详细阐述。
如何阅读本书
对于只想学习Tcl脚本的初学者而言，可以只阅读第一部分内容，也就是第1～9章。对于已掌握Tcl基础知识，并想进一步了解如何在Vivado中应用Tcl的读者而言，可越过第一部分，直接阅读第二部分内容，也就是第10～14章。本书给出了丰富的代码示例。每个示例都有行号标记，便于快速找到书中提到的位置。第1行为文件名，读者可根据需要找到相应的文件直接使用或二次编辑相应脚本。以“=>”开头的行表示该行为上一行命令的返回值，并且该行以斜体字表示。若在“=>”后紧跟“@”，则表示上一行命令的使用不合法，该行为相应的错误信息。由于本书是一本偏向应用的书籍，故文中的变量与实际代码一致，不再区分正斜体。
本书所有代码均在Vivado 2020.1版本中验证。读者不需下载安装其他Tcl编译器，可直接使用Vivado Tcl Shell或在Vivado Tcl Console中使用Tcl。
获取代码示例
如果需要获取代码示例，关注我的微信公众号TeacherGaoFPGAHub，回复关键字“Tcl”（没有引号）即可。
Tcl/Vivado已经成为一个整体，Vivado因Tcl而熠熠生辉，Tcl因Vivado而历久弥新。愿此书能帮助广大FPGA工程师顺利踏上征服Tcl的旅程！
高亚军
2020年12月27日