【转】fpga硬件调试vivado——mark_debug（下）

zada小明

在Vivado下在线调试是利用ILA进行的，Xilinx官方给出了一个视频，演示了如何使用Vivado的debug cores，下面我根据这个官方视频的截图的来演示一下：
官方的视频使用的软件版本为2012.2，不过在2015.3下也是差不多的。


第一步：标记需要debug的信号
例如：
VHDL：attribute mark_debug of sineSel  :  signal is "true";
             attribute mark_debug of sine       :   signal is "true";
Verilog: 在需要debug的信号前加上 (* MARKDEBUG = "TRUE" *)


第二步：设置debug
首先打开synthesis design，可以看到之前标记的debug信号，然后点击tools，选择set up debug


点击find nets to add,可以找到之前标记的信号，把信号添加完毕，检查Clock Domain是否正确，点击下一步。


在下图中，将Capture control和Advanced trigger打上勾，这样在后面的调试中可以使用高级的捕获功能，再下一步，这样ILA的设置工作就完成了。


可以在debug视图中看到，Vivado自动帮我们插入了dbg_bug和ila,接下来生成bit文件，写入FPGA中，在Vivado的调试界面上就能进行在线的波形输出了。

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在vivado中fpga功能验证比ise中方便了很多，主要体现在debug的ip核生成以及最后的波形观察和调试上，下面我就从这两个方面说一下vivado的fpga验证调试。    fpga验证的步骤一般是：
    × 在代码中加入关键字，表示信号要被调试.
    × 进行elaboration和synthesis.
    × 打开synthesis, 设置debug核.
    × 重新进行synthesis和implement以及write bitstream.
    1，vivado中debug核的生成：
    原来在ise中，要进行fpga的验证，必须生成两个debug核，一个是ICon，另外一个就是ILA，分别对应是控制和收集波形。但是在vivado中，我们只需生成ILA即可，不需生成ICon。
    在生成ILA之前，我们要指定哪些信号应该被调试，原来在ise中，如果不用例化的方式的话，我们就必须一点点去net中找哪些信号应该被调试，很不方便，但是在vivado中，我们可以事先在源代码中加入关键字mark_debug="true"来告诉软件这个信号是要被调试的，从而在生成debug核的过程中，这些被调试的信号就直接显示出来了。如下所示：

1. <font size="3" color="#000000">(* mark_debug="true" *)output reg [17:0]  wr_addr,                       // Memory Write Address  
   
2. (* mark_debug="true" *)output reg [7:0]   wr_be,                         // Memory Write Byte Enable  
   
3. (* mark_debug="true" *)output reg [31:0]  wr_data,                       // Memory Write Data  
   
4. (* mark_debug="true" *)output reg         wr_en,                         // Memory Write Enable  
   
5. (* mark_debug="true" *)input              wr_busy                        // Memory Write Busy </font>

复制代码

   接着我们对加入关键字的代码进行elaborate和synthesis。等到综合完成之后，我们就要生成debug核了，生成debug核的方式有好几种，这里只说我感觉比较方便的一种，及Open Implemention Design下的Set Up Debug选项，如下所示：


上图中的信号就是我们在verilog源码中标记的要debug的信号，在生成debug核之前，首先要为debug核生成时钟信号，即上图蓝色圆圈标记的部分。这里Set UpDebug是自动为所选信号生成debug核，也就是说我们可以全选上面的信号，然后点击Next就自动生成所需要的debug核。
    2，观察调试信号
    在debug核生成之后，我们要对设计重新synthesis和implementation，然后生成比特流下载到fpga上进行验证。在配置好bit流和debug文件之后，就会自动出现调试波形接口，如下所示：


在调试窗口中，可以设置Tigger Setup，这里要说一个对实际观察波形非常方便的一个功能，就是在Trigger Setup窗口中可以选择一个信号，然后编辑enumeration，就是现实信号所代表的含义，而不是只现实数值，这在状态机观察中非常方便，如下图所示：


  然后在点击Trigger程序就可观察实时的波形了，如下图所示：

  如何保存vivado中ila采集到的数据
        最后可以选择保存收集到的波形，可以看出上图中的Enumeration的作用(例如PIO_RX_WAIT_STATE不是数值而是名称)，这个比chipscope方便多了，因为在chipscope里面好像就无法保存收集到的波形（至少我现在还没有找到），保存（上图蓝色圆圈标记的部分），可以选择不同的格式，Native（vivado本身波形的格式），CSV和VCD，保存成VCD格式，其他软件就能打开了。
       导出csv或者vcd文件，vcd文件为通用波形文件，只能用来查看；所以只能通过csv文件解析数据。

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