Vivado使用技巧：debug仿真設(shè)計(jì)的三種調(diào)試方法

源代碼級別調(diào)試
Vivado Simulator提供了在仿真過程中debug設(shè)計(jì)的特性，通過為源代碼添加一些可控制的執(zhí)行條件來檢查出問題的地方。總的來說有三種調(diào)試方法：

1.使用Step逐行調(diào)試
Step命令一次只執(zhí)行HDL代碼中的一行，從而驗(yàn)證和調(diào)試設(shè)計(jì)。運(yùn)行仿真后，點(diǎn)擊Run->Step或工具欄中的Step可執(zhí)行該命令。Restart可以將時(shí)間復(fù)位到TestBench的開始。當(dāng)前執(zhí)行的代碼會高亮顯示并且前方有箭頭指示：

運(yùn)行Step后會打開與頂層設(shè)計(jì)單元相關(guān)的HDL文件窗口，在窗口名稱上右鍵->新建水平分組或新建垂直分組即可同時(shí)查看HDL和波形窗口。

2.使用斷點(diǎn)（breakpoint）調(diào)試
Step調(diào)試的缺點(diǎn)是在大型設(shè)計(jì)中很繁瑣且花費(fèi)大量時(shí)間。設(shè)計(jì)者可以在源代碼中自行指定運(yùn)行停止的點(diǎn)，稱為斷點(diǎn)。運(yùn)行仿真時(shí)，仿真器遇到斷點(diǎn)就會暫停?？稍O(shè)置斷點(diǎn)的行前有一個(gè)空心圈，點(diǎn)擊可設(shè)置斷點(diǎn)，轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)心圈。

對應(yīng)的Tcl命令為“add_bp file_name line_number”。仿真調(diào)試過程中，斷點(diǎn)和Step調(diào)試是可以一起使用的。在實(shí)心圈上右鍵，或Run菜單中點(diǎn)擊Delete All Breakpoints可以刪除所有斷點(diǎn)。

3.條件調(diào)試
在設(shè)計(jì)中添加條件斷點(diǎn)，仿真器檢測到條件為真時(shí)就會暫停當(dāng)前仿真。條件必須用Tcl命令添加，示例如下：
add_condition #命令模板
add_condition {reset == 1 && clk == 1} {puts “Reset went to high”; stop}
#當(dāng)clk與reset同時(shí)為高暫停仿真，控制臺打印消息輸出

遇到條件斷點(diǎn)并暫停后，只有等到下一個(gè)仿真命令才會繼續(xù)運(yùn)行仿真。

將對象強(qiáng)制到特定值
Vivado Simulator提供了Force功能將信號、wire或reg強(qiáng)制為某一值，該操作會重寫信號定義在HDL設(shè)計(jì)中的行為。考慮如下應(yīng)用情況：

• TestBench中沒有對某一信號進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，可以使用Force功能給予激勵(lì)；
• Debug過程中使用Force糾正錯(cuò)誤的值，以繼續(xù)進(jìn)行仿真分析。

使用Force Constant、Force Clock、Remove Clock相關(guān)命令配置Force功能，而且仿真restart后仍然會保留已經(jīng)設(shè)置了的Force特性。

1.Force Constant功能
該命令會將信號固定為一個(gè)常數(shù)值，重寫了其HDL代碼中的賦值。在Objects窗口或波形窗口中選中某一對象，右鍵->Force Constant，打開如下窗口：

Force value按照value radix選擇的基數(shù)設(shè)置常數(shù)值；設(shè)置的值開始于Starting after time offset設(shè)置的時(shí)間，如果不帶單位則默認(rèn)為ns；Cancel after time offset設(shè)置的時(shí)間后會取消應(yīng)用Force功能。

2.Force Clock功能
該命令會使信號以一定速率在兩個(gè)值之間來回轉(zhuǎn)換，類似于時(shí)鐘信號一樣（但不局限于生成時(shí)鐘信號，可以定義任意振蕩的值）。在Objects窗口或波形窗口中選中某一對象，右鍵->Force Constant，打開如下窗口：

Leading edge value和Trailing edge value分別指定兩個(gè)振蕩狀態(tài)的值；Duty cycle和Period設(shè)置占空比和周期。右鍵菜單中的Remove Force用來清除設(shè)置。靈活使用Force特性可以加快設(shè)計(jì)仿真的調(diào)試驗(yàn)證，而不需要修改HDL代碼。

編輯：hfy