FPGA在线调试的方法简单总结

时间:2025-08-02  作者:Diven  阅读:0

Xilinx被AMD收购的事情把我震出来了,看了看上上一篇文章讲了下仿真的文件操作,这篇隔了很久远,不知道该从何讲起,就说说FPGA的在线调试的一些简单的操作方法。

FPGA在线调试的方法简单总结

文章以Altera的Quartus II, Xilinx的Vivado工具为例,其工具(如ISE的Chipscope)就暂不赘述了。

其实很多时候,为了图方便,FPGA的Verilog设计完之后,会省掉仿真的过程,直接使用FPGA的在线调试工具来检查电路逻辑是否有问题。包括我自己刚开始学习FPGA时,没感觉到仿真相比在线调试的优势,重点去学习在线调试了。但现在来看,这样的操作很不规范,而且随着项目的规模越来越大,这样做的效率也会迅速下降。

但这种方法在某些验证领域还是占有一席之地,而且小规模模块验证时,也很有优势。

而且相对于仿真来说,FPGA的板级调试结果会更加真实些。

Altera

在Quartus II找到下图的工具进入之后,找到这个界面首先设置后右上角的SOF文件,然后顺着SOF文件的下方,依次设置Clock(采样时钟),Sample depth(采样深度)等参数。

Clock参数会影响信号的显示值,可以理解为如果采样时钟没有数据变化快,那么采到的数据中间会漏掉某些值,而且不论快慢,都可能造成采样上的一些问题。所以这里推荐使用与驱动被采数据或者说相同时钟域下的时钟。注意,只是影响信号的抓取显示值,不大会影响信号的真实值

Sample depth参数会影响信号抓取的深度,设置小了可能对调试不方便,比如抓取传输包的帧头,抓到后想看看整个数据包的格式,但是深度太小没有显示出来;设置大了占用的面积会增大,可能会超出资源。

然后在左边空白处双击,选择信号注意,Filter是选择某个特定时期的信号,比如pre-synthesis,意思就是综合前的信号,此时信号跟我们RTL代码中的信号,名字保持一致,最方便查找,所以我经常使用这个类型的Filter。

然后点击List,选择想要抓取的信号,点击ok,然后保存文件,重新走一遍综合,布局布线,生成bit文件的路子。最后就可以在这个工具中下载响应的sof文件,然后开始在线抓取信号。

Xilinx

vivado中,在线调试的方法就很多了,使用mark_debug和ILA核的方式。

  • mark_debug

可以在被抓取信号的定义语句开头插入(* MARK_DEBUG="true" *),使得工具自动识别需要抓取的信号。如下图示例

 (* MARK_DEBUG="true" *)wire [7:0] read_data ;
综合完成后,点击左侧工具栏

一路Next后,你可以看到这个图里的信号就是之前使用了Mark_debug标识的信号,如果有哪些信号不想抓取了,可以直接在这里删去,如果你有信号忘记做标识了,也可以使用左侧的Find Nets to Add方法。使用通配符*加上信号的名字,可以搜索到对应的信号然后直接加入到信号列表。

注意,有些信号可能没有自动指定合适的时钟网络,需要自己手动指定,然后才能Next

然后工具会自动根据前面的设置向相应的XDC文件写入参数,如果打开了XDC文件,一定要看是否保存了最新的结果。我刚开始很多次在这里没注意,导致XDC还在以旧版的内容运行,设置的内容没有生效。

如果这个步骤中多个信号存在多个时钟域,最终生成的调试文件下载进入板子后,会出现多个ILA调试界面。

  • ILA IP核

可以在IP Catalog寻找ILA IP核, IP设置中,如下图,可以选择Monitor Type如果选择AXI,则在第二个设置界面,需要选择AXI协议类型,AXI数据位宽,地址位宽等等参数。

关于AXI协议内容可以看看之前的内容回顾。也可以选择Native的Monitor类型,那么就可以设置Number of Probe,这个参数决定了被抓取信号的通道数,Sample Data Depth是抓取深度。这样在第二个设置选项里,可以设置每个数据通道的数据位宽等参数不管是哪种方法,都需要重新走一遍综合,布局布线,生成bit文件的步骤,然后将调试文件和bit文件一起下载到FPGA芯片进行调试。

猜您喜欢

现代电子设备中,电容器是很重要的元件。固态电容和电解电容是常见的两种类型。各自有优缺点,适合不同的应用场合。本文将详细探讨这两种电容的特点。固态电容的优点固态电...
2025-03-19 22:30:04

SAW谐振器(无源)是基于声表面波技术的电子组件,应用于通信、传感器和信号处理等领域。其主要作用是提供高精度的频率选择和稳定的信号输出。由于其无源特性,SAW谐...
2009-08-16 00:00:00

排阻作为电阻器中的重要类型,应用于各种电子设备和电路设计中。作为国内领先的电子元件制造商,风华高科(FH)在排阻领域拥有丰富的产品线和多样的品牌系列,满足不同客...
2020-02-26 02:27:38

贴片电感是电子元件。在电路中是重要配件。很多人对不太了解。本文将为你介绍贴片电感的基本知识。 贴片电感的定义贴片电感是电感的。可直接焊接在电路板上。与传统电感相...
2025-04-01 23:01:06

测距仪是高精度的测量工具,应用于建筑、工程、测绘等领域。主要作用是快速、准确地测量物体之间的距离,极大地提高了工作效率。相较于传统的测量方式,测距仪能够在短时间...
2014-04-04 00:00:00


二极管是重要的半导体元件,应用于电子电路中。主要功能是允许电流在一个方向流动,而阻止在另一个方向流动。根据不同的材料、结构和用途,二极管可以分为多种类型。本文将...
2025-04-05 19:01:39

贴片电阻作为电子元器件的重要组成部分,受到了关注。而在众多贴片电阻品牌中,Panasonic(松下)作为全球知名的电子品牌,其贴片电阻产品因品质优良、性能稳定而...
2020-01-28 01:08:30

贴片电阻,因其体积小巧、易于自动化生产而广泛应用于电子电路中。要识别贴片电阻,主要依靠其表面的标识,包括数字、字母或色环。对于没有标识的电阻,则需要借助专业的测...
2024-11-26 11:29:39

频率表是有效的数据分析工具,应用于统计学和市场研究中。其主要优势体现在以下几个方面:频率表能够清晰地展示数据的分布情况,通过对数据进行分类和计数,使得复杂的信息...
2010-11-02 00:00:00