Vivado中使用逻辑分析仪ILA

FPGA综合出来的电路都在芯片内部，基本上是没法用示波器或者逻辑分析仪器去测量信号的，所以xilinx等厂家就发明了内置的逻辑分析仪。在vivado中叫 ILA（Integrated Logic Analyzer），之前在ISE中是叫ChipScope。基本原理就是用fpga内部的门电路去搭建一个逻辑分析仪，综合成一个ILA的core核伸出许多probe去探测信号线。

下面逐步讲解在线debug的过程，主要侧重ILA中clock domain的正确使用。

第一大部分 添加被测信号线

通常有两种方式 ：

1、在代码中添加这么一句 (*MARK_DEBUG="TRUE"*) 。不管是reg还是wire型的，接口信号或者内部变量，都可以添加。

2、在Setup Debug过程中，直接添加Netlist

我一般是，常用信号都加DEBUG标识，临时测量的就手动加net，需要的就加，不要的就删。

第二大部分 生成ILA模块

1. 完成综合之后，Open Synth Design，点里面的Set Up Debug

   
   

2. 按需要选一个

   
   

3. 进去之后，就可以添加/删除被测net。如果提示没有参考时钟，右键选择一个合适的即可

   

4. 选择FIFO深度。这个深度可以选很大，每个被测信号都会得到这么大的一个FIFO，所以逻辑分析仪非常占用bram资源！合理设置触发条件，FIFO就不用选太大的。

   

   
   

5. 我这里再跳回上一步选时钟域的部分，结合上面的FIFO来说明选取clock domain的重要性。

   时钟域的选择会影响两大方面：生成几个ILA核，以及能探测多少时间。

   1) 选了3个时钟就一定会生成3个ILA核，毕竟给D触发器的clk不一样嘛；

   2) FIFO的参考时钟不同，直接决定FIFO多久会被存满；

   比如我这个设计中有3个时钟进来 50mhz 20mhz 以及8mhz转400khz给IIC用。如果IIC的参考50mhz，那scl sda的FIFO瞬间就存满了，触发后FIFO的任务完成了，但是我们连一个信号跳变都看不到。如果参考400khz的，那从起始条件到8bit数据到停止条件都能抓到了。

   FIFO存数据是参考信号时钟的，有一拍clk才会存1bit数据。

   选择合适的clock domain非常重要，因为最终影响到资源的占用。ILA核的个数，FIFO的个数（经常会出现要抓500个甚至1000个信号。为什么这么多！比如你32位的地址，32位的总线，还读写分开，还有好几个，慢慢就聚集多了，fpga本来功能就是采用并行总线提高速度的原理）。

   比如下面这个设置，铁定会生成3个ILA核，分3个波形界面显示。其实如果资源确实够用的话，建议按照大功能分开，这样能显示在不同界面上，然后各自设置触发条件。

   

   

第三大部分 信号波形

1. 连上jtag，open目标板，然后烧写bit和ltx文件。

   
   

2. 设置触发条件。这里就跟示波器是一样的用法了，可以run也可以trig。

   

3. 右键有很多功能：short显示名 设置颜色 进制转换 分组 等等，可以琢磨一下。

   

4. 举例子

   下面被测的信号是20mhz的clk，但是显示的波形却不是均匀方波！为什么？因为是用50mhz的时钟采的，就是这样的，没有错。所以再说一遍，clock domain的选择非常重要。