Xilinx FPGA在线调试指南：从信号抓取到上板观察

"A10_FPGA在线调试说明_v1.001" 在FPGA开发中，遇到仿真与实际运行结果不一致的情况是常态，尤其是当仿真表现正常但上板运行出现问题时。由于上板调试工具的局限性，问题定位通常较为困难。Xilinx的下载线提供了一种在线调试解决方案，允许在FPGA运行过程中实时探测预设信号，并通过USB编程线缆将数据传输至计算机显示。 本文档主要介绍了一个简单的FPGA在线调试流程： 1. **抓取需探测的信号**： 在设计的RTL源代码中，对于需要调试的信号，在其声明前添加注解(*mark_debug="true"*)。例如，若要监控debug信号、PC寄存器和数码管寄存器，需在相应代码行添加该注解。 2. **综合并建立debug**： 完成RTL综合后，需通过Vivado工具设立Debugcore。在"synthesis -> OpenSynthesizedDesign -> SetUpDebug"路径中启动调试设置。在向导中依次点击Next，选择要调试的信号，设置数据捕获深度和触发条件。 3. **实现并生产bit流文件**： 经过设置调试后，点击"GenerateBitstream"生成bit流文件。在保存过程中，可能需要处理路径过深导致的错误。确保所有提示窗口都正确操作，直至bit流文件成功生成。 4. **下载bit流和debug文件**： 使用Vivado的"OpenHardwareManager"连接FPGA开发板，然后选择"Programdevice"，系统会自动加载bit流文件和对应的ltx调试文件。点击Program开始下载过程。 5. **上板观察**： 下载完成后，Vivado的硬件管理器界面会显示hw_ila_1，这是进行在线调试的主要界面。此界面有三个主要部分，包括触发条件设定、信号显示和数据捕获。用户需在右下角的触发条件区域设置合适的触发事件，以便于观察和分析FPGA运行中的信号状态。 通过以上步骤，开发者能够有效地利用Xilinx的在线调试工具进行FPGA设计的问题排查，提高开发效率。在调试过程中，根据观测到的信号变化，可以深入理解设计行为，定位并修复问题。此外，高级触发功能的利用还可以实现更为复杂的调试场景，帮助开发者更精准地定位和解决FPGA设计中的异常情况。