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【FPGA学习】ISE调试助手:逻辑分析仪(ChipScope Pro)

时间:2023-05-27 06:51:12

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【FPGA学习】ISE调试助手:逻辑分析仪(ChipScope Pro)

一、chipScope Pro介绍

与Modelsim软件仿真有所不同,chipscope pro是在线式的仿真,更准确的观察数据的变化,方便调试。是一个可以随时监测FPGA数据变化的一个便捷工具,而且Schipscope pro并不是一个仿真工具,准确地说,应该是一个强大的嵌入式示波器。

在FPGA的调试阶段,传统的方法在设计FPGA的PCB板时,保留一定数量的FPGA管脚作为测试管脚。在调试的时候将要测试的信号引到测试管脚,用逻辑分析仪观察内部信号。

这种方法存在很多弊端:一是逻辑分析仪价格高昂,每个公司拥有的数量有限,在研发期间往往供不应求,影响进度;二是PCB布线后测试脚的数量就确定了,不能灵活地增加,当测试脚不够用时会影响测试,测试管脚太多又影响PCB布局布线。

ChipScopePro是ISE下一款功能强大的在线调试工具。面对这些问题,ChipScopePro都可以有效地解决,ChipScopePro的基本原理是利用FPGA中未使用的BlockRam,根据用户设定的触发条件将信号实时地保存到这些BlockRam中,然后通过JTAG口传送到计算机,最后在计算机屏幕上显示出时序波形。

不论是QII 的single tap,还是xilinx的chioScope Pro 对调试软件的配置无非都是对 采样时钟、采样深度、触发位置、触发位置、触发条件、采样信号这几个方面的配置。

采样时钟:一般与采样信号的时钟频率一致

采样深度:逻辑分析仪就是在设计内部插入RAM把我们观察的信号按照设置条件储存到RAM中,然后从JTAG线读取到上位机界面显示,这里采样储存深度指的是RAM的深度,故要设置合理。

触发位置:不同于QII xilinx的chipSope pro的触发位置可以随意调整,触发位置即,触发时刻在“示波器”屏幕中的位置,根据自身要观察的需求去设置,

二、使用流程

1、建立chipScope ip核

2、双击打开.cdc文件,对ip核进行配置

在打开它之前,有一个很重要的操作,右键synthesize-XST,选择process properties.

在keep hierarchy 中选择yes. 即设置综合时保持层次,这样在综合后的电路中会保持模块化,方便我们找到所想观察的信号。否则,很多信号会被优化掉,chipscope找不到想要的信号来观察。

DEVICE、ICON默认进去ILA配置选项

触发端口数正常一个就足够了,但是为了后期方便观察,可以多设置几个,便于后面的观察以及删除等操作。

触发位宽:用户需要观察信号的总位宽。

Match type 触发类型的选择,这里一般默认选择basic w/edges,这样可以设置当信号处于0,或1,或者上升,下降沿时触发。这里R代表上升沿,F代表下降沿,B应该代表只要发生变化就触发

触发深度一般情况下需要计算的出,例如:要查看有50mclk发出的波特率为9600,10bit的数据那么触发深度为:((1/9600)*10)/20,由于触发位置的不同,以及我们的观察需要,一般要取比这个大的数值。

根据相应的端口,填充所需要的信号,这里注意CH0~CHx的填充顺序要正确不要填反了,所以可以点击NET name改变信号的排列顺序,这里选择名为FDC、FDCE对应寄存器的信号。

三、编译、

完成后双击Anakyze Design Using ChipScope

四、ChipScope Pro配置

选择生成的bit文件,如果之前下载过板卡这不需要重新选择。

设置触发条件

运行触发检测

在调试助手发送数据并且上位机收到aa时 提示Sample Buffer Is Full着说明触发已经采集

双击Waveform 即可看到相应的波形。

小结

ChipScope Pro 整个过程比较繁杂,并且编译时速度比较慢,采样深度收到片内资源的限制等等不便利,但是相比modelsim这样的仿真软件,逻辑分析仪能够真实、精确的采集出当前片内信号的真实情况,所以能在FPGA学习中掌握,分析仪的使用非常的重要。

参考1:ISE中chipscope的使用教程_little_ox的博客-CSDN博客_ise的chipscope使用教程

参考2:FPGA设计开发软件ISE使用技巧之:片上逻辑分析仪(ChipScope Pro)使用技巧_公孙璃的博客-CSDN博客_ise逻辑分析仪

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