调试逻辑及变量声明顺序

模型功能

• 使用ILA观察信号
• 观察变量的转化
• 触发信号的设立
• ILA调试状态机的编写
• VIO的手动控制

模型框图

ila_0 u_ila_0(
  .clk(clk),
  .probe0(probe_0)
);

实现步骤

1. ILA调试核的使用

• 直接调用该IP核，可以实现一个在线逻辑分析仪的功能
  
• ILA核的设置包括信号个数（对应位宽在第二页）、比较器个数、TRG输入输出、高级功能
• 其中比较器个数和高级功能为调试状态机提供条件
  • 设置2比较时，只能进行两次同变量的比较，

2. 观察变量的转化

• 通过wire可以将变量转化为方便观察的量，然后连接到多个probe
• 也可利用ila自定义端口进行转化
  • 但是这种转化出来的变量只能用于等于判断，不能用于大小判断
  • 所以最好使用probe对每个变量独立观测
• 变量的除法除了输入触发信号，还可以利用观测信号进行自触发
  • 这个操作和示波器是一致的

3. 触发信号的设置

• 使用专用触发信号
  
  • 在这里选择触发类型
  • 将输入的信号作为专用触发信号
• 如果要使用自触发，修改为默认的BASIC即可
• 至于高级模式，就是状态机触发

4. 状态机触发的实现
   

• 官方的状态机触发例子，主要结构就是状态机不带case的写法，且每个if后面增加then，类似PYTHON的语法
• 基于上述修改一个

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#
# For info on creating trigger state machines:
#   1) In the main Vivado menu bar, select
#      Window > Language Templates
#   2) In the Templates window, select
#      Debug > Trigger State Machine
#   3) Refer to the entry 'Info' for an overview
#      of the trigger state machine language.
#
# More information can be found in this document:
#
#   Vivado Design Suite User Guide: Programming
#   and Debugging (UG908)
#
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state S0:
if ( r_cnt == 32'h0000_0010 ) then
goto S1;
else 
goto S0;
endif
state S1: 
goto S2;
state S2: 
goto S3;
state S3:
trigger;

• 编写完成后可以点击编译按钮，观察是否存在语法错误
  • 从这个文件调试中发现以下的要点：
    （1）位宽必须严格对应（和GUI设置自触发一样）
    （2）不支持d十进制匹配，而是使用u代替，这里和verilog不一致
    （3）trigger语句代表状态机结束，不能在进行其他逻辑
    （4）一个变量只能出现一种形式的比较，也就是不能进行同信号的多种判断，这个可能是触发信号简化的结果
  • 上述的文件等效于 r_cnt == 32'h0000_0010，但是触发延时了三个周期
    • 当信号很多的时候，利用这个状态机可以实现触发条件的复杂联动，实现某些特殊的判断
    • 状态负责进行新的判断扫描，直达获取到对应的条件，然后再按照跳转条件进行触发
    • 如果真的需要实现硬件状态机，则需要将每个条件都通过独立的通道进行导入
      • 这样才能实现真正的非即时断言的功能

5. VIO的手动控制

• 除了检测信号，xilinx提供了VIO进行虚拟信号的生成
• 主要是搭建一个简易的信号控制，可以用于无指令系统时的简易控制
• 这个使用比较简单，就不再展开

最终效果

• 延时3个周期后触发

调用接口

• 略