FPGA配置调试
ISE开发环境使用指南[FPGA开发教程
ISE开发环境使用指南简介ISE（Integrated Software Environment）是Xilinx公司开发的一套FPGA设计软件工具。
本文档将为您介绍如何使用ISE开发环境进行FPGA开发，包括环境的安装、基本操作和常见问题解决方法。
环境安装1.在Xilinx官网上下载最新版本的ISE软件。
2.双击安装文件，按照向导指示完成安装过程。
3.完成安装后，打开ISE软件，进行必要的设置和配置。
基本操作创建工程1.打开ISE软件，选择“File” -> “New Project”。
2.在弹出的对话框中输入工程名称和路径，选择FPGA型号等相关参数，点击“Next”。
3.添加源文件和约束文件，点击“Next”。
4.点击“Finish”完成工程创建。
编译工程1.在ISE软件中选择“Project” -> “Run Implementation”进行工程编译。
2.检查编译过程中是否有错误，根据提示进行修正。
下载到FPGA1.将FPGA与电脑连接，选择“Tools” -> “iMPACT”打开下载工具。
2.配置下载参数，选择对应的FPGA型号和文件路径。
3.点击“Program”开始下载程序到FPGA。
常见问题解决方法编译错误•检查代码中是否有语法错误或逻辑问题。
•检查约束文件是否设置正确。
下载失败•检查FPGA与电脑的连接是否正常。
•检查下载工具配置是否正确。
总结通过本文档的介绍，您应该对如何使用ISE开发环境进行FPGA开发有了一定了解。
希望您在实际操作中能够顺利完成项目的开发和调试。
如果遇到任何问题，可以参考本文档中提供的常见问题解决方法或参考Xilinx官方文档进行进一步学习和搜索。
FPGA设计与调试
FPGA设计与调试
FPGA（Field Programmable Gate Array）是一种可编程逻辑器件，可用于实现数字电路的设计与调试。
在本文中，我们将详细讨论FPGA设计与调试的过程和技术。
FPGA设计的过程通常包括以下几个步骤：需求分析、框架设计、功能模块设计、模块集成和验证。
首先，需要对项目需求进行详细分析，并确定设计目标和要求。
然后，根据需求设计FPGA的硬件框架，包括输入输出接口、时钟和外设等。
接下来，设计功能模块，如数据处理模块、控制模块等。
在设计模块时，可以使用硬件描述语言（HDL）进行描述。
最后，将所有模块进行集成，并通过仿真和验证来验证设计的正确性。
FPGA调试是指在设计过程中发现和解决问题的过程。
FPGA调试通常包括硬件和软件两个方面的调试。
在硬件调试中，可以使用示波器或逻辑分析仪等工具来监测信号和时序，以帮助识别问题的所在。
另外，可以通过修改设计或重新布线来解决硬件问题。
在软件调试中，通常需要进行仿真和调试工具的使用来检查和验证设计的正确性。
此外，还需要根据实际应用场景来测试FPGA的性能和稳定性。
总之，FPGA设计与调试是一项复杂而重要的任务，它可以用于实现数字电路的设计和验证。
在设计和调试过程中，需要进行需求分析、框架设计、功能模块设计、模块集成和验证等步骤，并掌握FPGA硬件描述语言、逻辑和时序设计技术、编程和调试工具，以及仿真和验证技术等关键技术。
通过不断学习和实践，可以提高FPGA设计与调试的效率和质量。
fpga ila高级用法
fpga ila高级用法
FPGA ILA即集成逻辑分析仪，其高级用法如下：
- 实例化调试探针流程：在HDL源代码中实例化ILA IP核。
点击“Flow Navigator”窗口中的“IP Catalog”按钮，搜索ILA，双击打开，弹出Customize IP窗口进行配置。
- “Component Name”一栏用于设置ILA IP核的名称。
- General Options页面用于设置ILA IP核的总体设置，如监控类型、探针数量、采样深度等。
- Probe_Ports(0..0)页面用于对每个探针的参数进行设置，如信号位数。
- 创建完成后点击OK，弹出“Generate Output Products”对话框，保持默认设置并点击“Generate”，Vivado开始对该ILA IP核进行OOC综合。
ILA还有许多其他的高级用法，如果你想了解更多，请继续向我提问。
FPGA配置及片内调试技术
FPGA配置及片内调试技术北京理工大学雷达技术研究所陈禾主要内容边界扫描原理 FPGA配置的基本方式 高级配置环境 基于嵌入式处理器的配置技术 基于Internet的可重构逻辑实现 ChipScope Pro片内调试系统 FPGA最小系统边界扫描原理IEEE Standard 1149.1 - Test Access Port and Boundary-Scan ArchitectureJTAG是JOINT TEST ACTION GROUP组织 最初提出的，最终由IEEE批准并且标准化的。
IEEE 1149.1一般也俗称JTAG调试标准。
在JTAG调试标准当中，边界扫描 （Boundary-Scan）是一个很重要的概念。
边界扫描技术的基本思想是在靠近芯片的输 入输出管脚上增加一个移位寄存器单元。
因 为这些移位寄存器单元都分布在芯片的边界 上（周围），所以被称为边界扫描寄存器 （Boundary-Scan Register Cell）。
边界扫描原理FPGA配置的基本方式Xilinx 的FPGA 基于易失的SRAM 工 艺，器件在被关电后将会丢失配置。
FPGA 通常使用一个外部的如PROM 的 存储器件，防止电源掉电后丢失配置数 据。
FPGA 也可以通过电缆进行编程而 不需要外部存储器件。
Xilinx 的PROM 器件是非易失的器件，通常被用来为 Xilinx 的FPGA 存储配置数据，这些器件 有两种不同的类型：一次可编程（OTP）的PROM 在系统可编程（ISP）可重新编程的 PROM或FlashFPGA配置在系统设计中，通过模式引脚来选择配 置模式其中M2、M1和M0是专用引脚 HSWAP_EN和配置模式引脚配合使用， 决定IO引脚在配置过程中是否具有上拉 功能。
在默认情况下，HSWAP_EN被设 置为高，此时在配置过程中关闭I/O引脚 的上拉功能，当其被设置为低时，I/O引 脚具有上拉功能。
FPGA信号处理板的一种调试方法
１ Ｆ Ｐ ＧＡ 信 号 处 理 板
需要 调 试 的 信 号 处 理 板 是 一 块 自制 的 Ｐ Ｃ Ｉ ｅ Ｇ ｅ ｎ ２ Ｘ ８板 卡 ， 板 上有 一个 Ｘ ｉ ｌ ｉ ｎ ｘ Ｘ Ｃ Ｖ ６ － ４ ７ ５ ｔ ２ ． １ １ ５ ６
Ｆ Ｐ Ｇ Ａ芯 片 ， 并 配有 ４ Ｇ Ｂ的 Ｓ Ｄ Ｒ Ａ Ｍ 内存 芯片 ， ２片 最大 １ Ｇ Ｈｚ采 样 时 钟 的 Ａ Ｄ Ｃ 芯 片 和 ２片 最 高 １ ． ２ Ｇ Ｈ ｚ 采样 时钟 的 Ｄ Ａ Ｃ芯片 。利 用此 板 ， 可 以实
（ １ ． Ｂ ｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｇ ｒ ａ ｐ ｈ ｉ ｃ Ｃ ｏ ｍ ｍｕ ｎ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ，Ｂ ｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ １ ０ ２ ６ ０ ０，
Ｃｈ ｉ ｎ ａ；２ ． Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｍｉ ｃ ｈ ｉ ｇ ａ ｎ・ Ｓ ｈ ａ ｎ ｇ ｈ ａ ｉ Ｊ ｉ ａ ｏ Ｔｏ ｎ ｇ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ
ｊ ｏ ｉ ｎ ｔ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ，Ｓ ｈ ａ ｎ ｇ ｈ ａ ｉ ２ ０ ０ ２ ４ ０，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
Ａｂｓ ｔ ｒ ａｃ ｔ：Ｉ ｎ ｏ ｒ ｄｅ ｒ ｔ ｏ ｇ ｅ ｔ ｒ ｉ ｄ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｍｐ ｌ ｅ ｘ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ ｐｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ， ｔ ｈ ｅ
２ ０ １ ５年 ８月
Ａｕ ｇ ． ２０１ ５
Ｆ Ｐ Ｇ Ａ 信 号 处 理 板 的 一 种 调 试 方 法
杨 莉 军 ，刘 雨 鑫 ，朱 晓 峰
（ １ ． 北 京 印 刷 学 院 ，北 京 １ ０ ２ ６ ０ ０；２ ．上 海 交 通 大 学 密 西 根 学 院 ，上 海 ２ ０ ０ ２ ４ ０ ）
fpga的调试手段
fpga的调试手段FPGA（Field-Programmable Gate Array）是一种可编程逻辑器件，广泛应用于数字电路设计和嵌入式系统开发。
在FPGA的设计和调试过程中，调试是一个至关重要的环节。
本文将介绍几种常用的FPGA调试手段。
一、仿真调试仿真调试是FPGA设计中最常用的调试手段之一。
通过将设计代码加载到仿真工具中，可以在计算机上模拟FPGA的运行过程，并观察设计的行为。
仿真调试可以帮助设计人员检查功能是否正常、定位问题所在，并进行时序分析等。
常用的仿真工具有ModelSim、Xilinx ISE等。
二、逻辑分析仪调试逻辑分析仪是一种用于检测和分析数字信号的仪器，也是FPGA调试中常用的工具之一。
通过连接逻辑分析仪和FPGA开发板的引脚，可以实时捕获和分析FPGA内部的信号波形。
逻辑分析仪可以帮助设计人员观察和分析时序问题、信号冲突等。
常用的逻辑分析仪有Agilent、Tektronix等。
三、调试IP核IP核是FPGA设计中常用的复用模块，通常由供应商提供。
在FPGA设计中使用IP核时，如果出现问题，可以通过调试IP核来定位和解决问题。
调试IP核可以通过查看IP核的输出和内部信号，检查配置是否正确，以及使用仿真工具来验证IP核的功能。
四、硬件调试硬件调试是指直接观察和检查FPGA开发板上的硬件电路，以确定问题所在。
通过使用示波器、万用表等工具，可以检查时钟信号、数据线、引脚连接等硬件相关的问题。
硬件调试需要一定的电路知识和实践经验，对于复杂的问题可能需要借助专业的硬件分析仪器。
五、远程调试在某些情况下，FPGA开发板可能位于远程地点，无法直接进行调试。
这时可以使用远程调试技术。
远程调试可以通过网络连接到FPGA开发板，实时监控和控制FPGA的运行状态。
常用的远程调试工具有JTAG、串口等。
六、固件调试固件调试是指在FPGA开发板上加载程序固件，并通过固件来进行调试。
固件调试可以通过在FPGA开发板上运行特定的程序，观察输出和调试信息，来判断问题所在。
FPGA调试操作步骤
FPGA的JTAG烧写根据ALTERA官方FAE（现场应用工程师）的强烈建议，请注意不要随意带电插拔JTAG下载接口，否则会损坏FPG A芯片的JTAG口信号管脚。
现象：在排除了下载线的问题后，还是不能访问FPGA的JTAG口，那么很有可能你的FPGA芯片的JTAG口已经损坏。
此时请用万用表检查TCK，TMS，TDO和Tdi是否和GND短路，如果任何一个信号对地短路则表示JTAG信号管脚已经损坏。
原因分析：我们经常为了方便，随意插拔JTAG下载口，在多数情况下不会发生任何问题。
仍然有很小的概率因为热插拔而产生的JTAG口的静电和浪涌，最终导致FPGA管脚的击穿。
有人怀疑是否是D版的USB Blaster或者ByteBlasterII设计简化，去处了保护电路导致的。
但事实证明原装的USB B laster也会发生同样的问题。
我们怀疑是否是ALTERA的低端芯片为了降低成本，FPGA的IO单元没有加二极管钳位保护电路。
我们的建议：请大家尽量按照以下步骤进行板子和下载线的上电、下电顺序：上电顺序：1.在FPGA板子断电的情况下，插上JTAG下载线接口2.插上USB Blaster或者ByteBlasterII的电缆3.插上FPGA板子的电源下电顺序：1. 断开FPGA板子的电源2.断开USB Blaster或者ByteBlasterII的电缆3.断开JTAG下载线接口虽然上面的步骤有点繁琐，但是为了保证芯片不被损坏，希望大家按照上面的步骤来操作。
Altera：用户I/O：不用解释了。
配置管脚：MSEL[1:0] 用于选择配置模式，比如AS、PS等。
DATA0 FPGA串行数据输入，连接到配置器件的串行数据输出管脚。
DCLK FPGA串行时钟输出，为配置器件提供串行时钟。
nCSO（I/O）FPGA片选信号输出，连接到配置器件的nCS管脚。
ASDO（I/O）FPGA串行数据输出，连接到配置器件的ASDI管脚。
fpga jtag手册
fpga jtag手册
FPGA JTAG接口是一种串行接口，用于对FPGA内部逻辑进行调试、配置和测试等功能。
以下是FPGA JTAG接口的基本使用手册：
连接方式：将JTAG电缆的一端连接到FPGA开发板上的JTAG接口，另一端连接到PC上的JTAG调试器。
确保连接稳定，避免在调试过程中出现断线或接触不良的情况。
配置JTAG接口：在开始调试之前，需要配置JTAG接口的参数，例如波特率、数据位、停止位等。
这些参数需要根据目标FPGA设备和JTAG调试器的要求进行设置。
启动调试：打开JTAG调试器软件，选择正确的设备型号和连接方式，然后点击“开始调试”按钮。
此时，调试器将与目标FPGA建立通信连接，并进入调试状态。
加载配置文件：在调试过程中，可能需要将配置文件加载到目标FPGA中。
可以通过JTAG接口将配置文件传输到目标FPGA中，或者在调试器软件中选择相应的配置文件进行加载。
运行和停止调试：在调试过程中，可以通过调试器软件控制目标FPGA的运行和停止。
可以单步执行、步进执行或全速运行目标FPGA的程序。
同时，还可以在调试过程中设置断点、观察寄存器和内存等操作。
结束调试：当调试完成后，可以通过调试器软件结束调试会话，并关闭JTAG接口的连接。
需要注意的是，使用FPGA JTAG接口进行调试需要一定的技术背景和经验。
在调试过程中，需要仔细检查连接线和设备参数设置，避免出现通信错误或配置错误等问题。
同时，也需要遵守相关的安全操作规程，确保不会损坏目标FPGA 或造成其他安全问题。
基于FPGA的PCI总线接口硬件调试策略
基于FPGA的PCI总线接口硬件调试策略1.确认硬件连接：首先，确认FPGA和PCI总线接口的硬件连接是否正确，包括PCI总线插槽、电源供应、信号线连接等。
确保接口连接正确可以避免硬件故障对调试过程的影响。
2.确认FPGA设计：确认FPGA设计中PCI总线接口的配置和功能是否符合要求。
检查PCI总线接口的信号约束和时钟设置是否正确，并确保设计支持PCI总线协议的相关规范和特性。
3.电源和地线检查：确保FPGA和PCI总线接口的电源和地线连接良好，并测量电压和地线的稳定性。
如果电源和地线的连接不良，可能会导致电压噪声或地线回流，影响总线接口的性能。
4.信号完整性检查：通过使用示波器或逻辑分析仪等工具，检查总线上的信号波形是否符合预期。
关注时钟信号的稳定性、数据信号的正确性和时序要求是否满足。
5.时序分析：使用时序分析工具检查FPGA和PCI总线接口之间的时序关系。
通过分析时序图，检查总线请求、仲裁、数据传输等过程是否按照协议规范执行，是否存在时序冲突或延迟。
6.信号捕获和仿真：使用抓取信号或仿真工具，观察总线传输的实时信号状态。
通过捕获时刻使信号的状态，可以帮助找到信号传输过程中的错误和问题。
7.调试接口逻辑：如果有问题发生，检查FPGA设计中的接口逻辑是否正确。
验证总线接口的控制信号和数据信号的生成、转发和处理是否符合预期的要求。
8.确认硬件配置：在FPGA上运行PCI总线配置空间，确保FPGA正确响应PCI总线的配置读写请求。
验证PCI总线配置空间的读写命令是否正常执行，以及配置寄存器的值是否与预期相符。
9.时序和时钟设置：在FPGA设计中，确保时钟信号和数据信号的时序设置正确。
根据PCI总线协议的要求和硬件平台的时钟频率，调整时序约束并重新布局时钟和数据路径。
10.联机调试：在硬件调试过程中，保持与PCI总线接口连接的设备或主机处于联机状态。
使用调试和监视工具，观察数据传输的过程和结果，并及时记录和分析错误信息。
FPGA配置
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串行时钟(DCLK)在配置结束后内部振荡器关闭。下表列出 了DCLK的输出频率。对于Cyclone II FPGA，通过MSEL[]可以 选择时钟为20MHz或40MHz。 配置的时间与配置文件大小以及DCLK的频率有关，关于AS 方式配置时间的估算请见下一小节。
器件 Cyclone Cyclone II
VCC VCC VCC VCC
R1 10k 10k
R2 JTAG接 口 1 3 5 7 9 2 4 6 8 10
VCC (1)
Cyclone(Cyclone II) FP GA
nCE nSTATUS CONF_DONE nCONFIG MSEL0 MSEL1 DATA0 DCLK TCK TDO TMS TDI
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另外，不同型号FPGA的配置文件大小不同，下表中列出了FPGA在
不压缩情况下二进制配置文件(.rbf)的最大大小。设计者可以根据配置文 件的大小来选择合适的配置器件和其它存储器。并可使用压缩功能，来
减小配置文件的大小。
器件类型 器件型号 EP1C3 数据大小（Bits） 数据大小（Bytes） 627,376 78,422
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2.2 主动串行配置(AS)的配置时间估算
主动串行配置时间为串行配置器件数据传送到FPGA的时间，
这取决于DCLK的频率以及配置文件的大小。 以Cyclone EP1C6器件为例，非压缩的.rbf格式配置文件的
大小为1167216位、DCLK最低频率为14MHz(71ns)，则最大
配置时间为： 1167216*71ns＝82872336ns≈83ms
1. FPGA配置
配置(configuration)是对FPGA的内容进行编程的过程。 每次上电后都需要进行配置是基于SRAM工艺FPGA的一个特
FPGA配置(AS、PS、JTAG)
FPGA配置(AS、PS、JTAG)很多兄弟对于CPLD下JTAG的下载很熟悉了,可转到FPGA来的时候,多多少少有些迷惑,怎么出现配置芯片了,为什么要用不同的下载电缆,不同的下载模式?我就自己知道的一点东西谈一些个人的见解,并发一些资料.希望路过的朋友喝个采,版主给点威望.有问题大家也一起讨论,欢迎拍砖.1.FPGA器件有三类配置下载方式：主动配置方式（AS）和被动配置方式（PS）和最常用的(JTAG)配置方式。
AS由FPGA器件引导配置操作过程，它控制着外部存储器和初始化过程，EPCS系列.如EPCS1,EPCS4配置器件专供AS模式，目前只支持Cyclone系列。
使用Altera串行配置器件来完成。
Cyclone期间处于主动地位，配置期间处于从属地位。
配置数据通过DATA0引脚送入FPGA。
配置数据被同步在DCLK输入上，1个时钟周期传送1位数据。
(见附图)PS则由外部计算机或控制器控制配置过程。
通过加强型配置器件（EPC16，EPC8，EPC4）等配置器件来完成，在PS配置期间，配置数据从外部储存部件，通过DATA0引脚送入FPGA。
配置数据在DCLK上升沿锁存，1个时钟周期传送1位数据。
(见附图)JTAG接口是一个业界标准,主要用于芯片测试等功能,使用IEEE Std 1149.1联合边界扫描接口引脚，支持JAM STAPL标准，可以使用Altera下载电缆或主控器来完成。
FPGA在正常工作时，它的配置数据存储在SRAM中，加电时须重新下载。
在实验系统中，通常用计算机或控制器进行调试，因此可以使用PS。
在实用系统中，多数情况下必须由FPGA主动引导配置操作过程，这时FPGA将主动从外围专用存储芯片中获得配置数据，而此芯片中fpga配置信息是用普通编程器将设计所得的pof格式的文件烧录进去。
专用配置器件：epc型号的存储器常用配置器件：epc2,epc1,epc4,epc8,epc1441(现在好象已经被逐步淘汰了)等对于cyclone cycloneII系列器件,ALTERA还提供了针对AS方式的配置器件,EPCS系列.如EPCS1,EPCS4配置器件也是串行配置的.注意,他们只适用于cyclone系列.除了AS和PS等单BIT配置外，现在的一些器件已经支持PPS，FPS等一些并行配置方式，提升配置了配置速度。
FPGA编程中的常见错误及调试方法
FPGA编程中的常见错误及调试方法在FPGA（Field-Programmable Gate Array）编程过程中，即使经验丰富的工程师也可能会遇到各种错误。
这些错误可能导致设计不稳定、功能异常或性能下降。
因此，了解FPGA编程中常见的错误并学会相应的调试方法非常重要。
本文将介绍几种常见的FPGA编程错误，并提供相应的调试方法。
1. 时序错误时序错误是FPGA设计中最常见的错误之一。
当时序不正确时，FPGA可能无法按照预期的方式工作。
常见的时序错误包括时钟速度不正确、过长的路径延迟以及未正确处理时序约束等。
要调试时序错误，可以采取以下方法：- 确保时钟频率设置正确。
检查时钟输入和输出引脚，确保时钟频率与设计中的要求一致。
- 分析路径延迟。
使用FPGA开发工具提供的时序分析器，分析信号路径延迟，并找到可能引起问题的路径。
- 添加时序约束。
通过为设计添加时序约束，告知FPGA开发工具如何优化时序，以满足设计要求。
2. 逻辑错误逻辑错误是指FPGA设计中逻辑电路的错误，可能导致设计功能不正确。
常见的逻辑错误包括逻辑表达式错误、门级电路错误以及逻辑冲突等。
要调试逻辑错误，可以采取以下方法：- 检查逻辑表达式。
仔细检查设计中的逻辑表达式，确保其正确性。
可以使用模拟工具或仿真器对逻辑电路进行验证。
- 使用约束编码风格。
采用约束编码风格可以防止逻辑冲突和歧义。
例如，使用带有清晰优先级的选择结构而不是使用多个if-else语句。
- 利用重要信号的断言与检查。
在设计中添加断言和检查语句，对设计的关键信号进行验证，并在错误条件下触发警告或停机。
3. 配置错误在FPGA编程过程中，配置错误可能导致FPGA芯片无法正确地加载所需的逻辑配置信息，而无法正常工作。
常见的配置错误包括配置位流不匹配、配置位流损坏以及配置文件错误等。
要调试配置错误，可以采取以下方法：- 检查配置文件。
仔细检查使用的配置文件，确保其正确性和完整性。
fpga开发板使用手册
FPGA开发板使用手册一、硬件概述FPGA开发板是一种基于可编程逻辑器件（FPGA）的嵌入式系统开发板，它为电子工程师提供了一个高度灵活和可定制的平台，可用于开发各种数字系统，如通信、控制、数据处理等。
本手册旨在帮助用户了解和使用这款FPGA开发板，充分发挥其性能和功能。
二、开发板规格本开发板规格如下：1. 尺寸：90mm x 60mm x 1.6mm。
2. FPGA型号：Xilinx XC7020。
3. 内存容量：128MB DDR3。
4. 存储器：8GB eMMC。
5. 接口类型：USB 2.0，以太网 10/100Mbps，RS232等。
6. 电源电压：5V。
7. 重量：约15克。
三、硬件连接本开发板可通过以下方式与外围设备连接：1. USB接口：用于连接电脑进行编程和调试。
2. 以太网接口：用于连接网络。
3. RS232接口：用于连接其他串口设备。
4. GPIO接口：用于连接其他数字设备。
5. I2C接口：用于连接I2C总线设备。
6. SPI接口：用于连接SPI总线设备。
7. HDMI接口：用于显示输出。
8. SRAM接口：用于高速数据存储。
9. UART接口：用于串口通信。
四、FPGA设计工具安装与使用FPGA设计工具是用于编写和调试FPGA逻辑代码的软件环境。
本开发板支持的FPGA设计工具有Xilinx Vivado和Intel Quartus等。
用户需要根据所选工具，下载并安装相应的软件，然后按照软件说明进行安装和配置。
在安装过程中，请注意选择与本开发板兼容的版本和配置。
安装完成后，用户可以使用FPGA设计工具编写逻辑代码，并通过开发板的接口将代码下载到FPGA中运行。
五、FPGA设计基本原则在FPGA设计中，需要遵循以下基本原则：1. 模块化设计：将复杂问题分解为多个简单的子问题，逐个解决，便于调试和维护。
2. 尽量使用硬件加速器：利用FPGA的并行处理能力，提高系统性能。
第四部分2：FPGA配置及片内调试技术
第四部分：FPGA设计基础（2）北京理工大学雷达技术研究所陈禾FPGA配置及片内调试技术{边界扫描原理{FPGA配置的基本方式{高级配置环境{基于嵌入式处理器的配置技术{基于Internet的可重构逻辑实现{ChipScope Pro片内调试系统边界扫描原理{IEEE Standard 1149.1 -Test Access Port and Boundary-Scan Architecturez JTAG是JOINT TEST ACTION GROUP组织最初提出的，最终由IEEE批准并且标准化的。
IEEE 1149.1一般也俗称JTAG调试标准。
z在JTAG调试标准当中，边界扫描（Boundary-Scan）是一个很重要的概念。
边界扫描技术的基本思想是在靠近芯片的输入输出管脚上增加一个移位寄存器单元。
因为这些移位寄存器单元都分布在芯片的边界上（周围），所以被称为边界扫描寄存器（Boundary-Scan Register Cell）。
边界扫描原理{当芯片处于调试状态的时候，这些边界扫描寄存器可以将芯片和外围的输入输出隔离开来。
通过这些边界扫描寄存器单元，可以实现对芯片输入输出信号的观察和控制。
{对于芯片的输入管脚，可以通过与之相连的边界扫描寄存器单元把信号（数据）加载到该管脚中去。
{对于芯片的输出管脚，也可以通过与之相连的边界扫描寄存器“捕获”（capture）该管脚上的输出信号。
边界扫描原理{在正常的运行状态下，这些边界扫描寄存器对芯片来说是透明的。
{芯片输入输出管脚上的边界扫描（移位）寄存器单元可以相互连接起来，在芯片的周围形成一个边界扫描链（Boundary-Scan Chain）。
{一般的芯片都会提供几条独立的边界扫描链，用来实现完整的测试功能。
边界扫描链可以串行的输入和输出，通过相应的时钟信号和控制信号，就可以方便的观察和控制处在调试状态下的芯片。
利用边界扫描链可以实现对芯片的输入输出进行观察和控制。
fpga配置芯片
fpga配置芯片FPGA（Field-Programmable Gate Array）是一种灵活可编程的芯片，可以通过配置来实现不同的电路功能。
它拥有矩阵式的可编程逻辑单元（PLU）和可编程的连线资源（Interconnect）。
配置芯片是将特定的逻辑电路输出信号烧录到FPGA内部的存储器中，使其在运行时能够按照所需的功能来工作。
FPGA配置芯片的过程主要包括以下几个步骤：1. 设计和编写硬件描述语言（HDL）代码：首先，需要使用HDL语言（如Verilog、VHDL）来描述所需的逻辑电路功能。
HDL代码可以分为结构化编程和行为编程两种方式，具体编写的内容包括输入输出端口的定义、逻辑门的连接等。
2. 仿真和验证设计：在进行配置芯片之前，需要使用仿真工具对HDL代码进行验证，确保设计的正确性。
通过仿真可以检查逻辑电路是否按照预期工作，并可以进行调试和优化。
3. 合成：合成是将HDL代码转换为实际的逻辑电路的过程。
合成工具将HDL代码进行优化和转换，生成一个包含逻辑门和连线的网络表示。
4. 实现：在实现过程中，将逻辑网进行布局和布线，将逻辑门放置在FPGA芯片的逻辑单元中，并将它们之间的连线连接起来。
布局是指确定逻辑门在FPGA芯片上的位置，布线是指将逻辑门之间的连接线路连接起来，确保信号能够正确传输。
5. 生成比特流文件：配置芯片的最后一步是将实现的电路转化为比特流文件。
这些文件包含了逻辑门和连线的配置信息，以及其他必要的控制信号等。
6. 下载比特流文件：最后，在配置芯片的时候，需要将比特流文件下载到FPGA芯片的内存中。
下载可以通过专用的下载线缆或者其他接口来进行。
FPGA配置芯片的优点是它的可编程性和灵活性。
通过重新配置FPGA芯片，可以实现不同的电路功能，极大地提高了开发和测试的效率。
同时，FPGA配置芯片还可以减少硬件设计的成本和时间，并且能够快速响应市场需求的变化。
总的来说，FPGA配置芯片是将特定的逻辑电路功能烧录到FPGA芯片中的过程，它通过硬件描述语言的编写和优化、仿真和验证设计、合成、实现、生成比特流文件和下载等步骤来完成。
fpga debug方法
fpga debug方法
FPGA（现场可编程门阵列）是一种灵活的硬件设计平台，但在设计和调试过程中可能会遇到一些挑战。
以下是一些常见的FPGA调试方法：
1.仿真，使用仿真工具对FPGA设计进行验证是一种常见的调试方法。
通过仿真，可以在不实际加载到FPGA硬件上的情况下验证设计的功能和正确性。
这有助于发现设计中的逻辑错误和时序问题。
2.逻辑分析仪，逻辑分析仪是一种用于捕获和分析数字信号的工具，可以帮助工程师观察和分析FPGA中的信号波形。
通过逻辑分析仪，可以检查信号的时序、稳定性和正确性，从而找出潜在的问题。
3.调试接口，FPGA通常具有调试接口，可以通过这些接口与外部设备进行通信，以便观察和调试FPGA的运行情况。
这些接口通常包括JTAG接口和调试总线接口。
4.硬件调试，有时候问题可能源于FPGA周边的外部硬件，因此需要对外部硬件进行调试。
这可能涉及使用示波器、逻辑分析仪等
工具来观察外部信号的波形和时序。
5.打印调试信息，在FPGA设计中，可以通过在设计中添加打印语句或者状态机来输出调试信息，这些信息可以帮助工程师了解FPGA的内部状态，从而更好地定位问题。
总的来说，FPGA的调试方法多种多样，通常需要结合使用多种工具和技术来全面地进行调试。
在实际调试过程中，工程师需要根据具体情况灵活选择合适的调试方法，并结合经验和技术手段来解决问题。
基于FPGA数字系统的硬件调试技术
环境实时显示信号波形．两者 的引入可以有效地提
高基于 Ｆ Ｇ Ｐ Ａ数字系统的调试效率 ． 笔者分析Ｆ Ｇ ＰＡ
系统高度集成 ，一些关键 的信号只存在于芯片 内
部． 芯片更多的引脚和采用球栅阵列（ ｌ ｒ ， ｂ ｌ ａａ ａ 鲥ｄ ｒ ｙ Ｂ Ａ 封装 ，引脚连接特性无法以传统 的方法测 Ｇ ）
内置 信 号 发 生器 实 现 原 理 和 嵌 入逻 辑 分析 仪
Ｓ ｎｌ ｐ１ ｉ ａ ａ １的配置 ，并给出了研制 １ ｂ 光纤通道 ｇ Ｔ Ｇ／ ｓ 交换机过程中的系统硬件调试实例 ．
试． 调试作为系统硬件设计实现的最后环节， 成了
数字系统设计与实现 的难点之一 ． 联合测试行动小组Ｏ ｉ ｓａｔ ｎ ｏｐ ＪＡ ） ｏ ｔ ｔｃｏ ｕ ，Ｔ Ｇ ｎｔ ｉ ｇ ｅ ｒ 为了测试芯片引脚和连接特性制定了 ＪＡ Ｔ Ｇ边界扫 描协议 ，该协议后来成为 ＩＥ １９１标准 ． Ｅ Ｅ１４． Ｊ
关
键
词 ：信号发生器；逻辑分析仪；Ｆ Ｇ ；光纤通道交换机；调试 ＰＡ
中图分类号： Ｔ ９９ ＋ Ｎ １． ４ ６
文献标识码 ：Ａ
Ｈａｄ ｒ ｂ ｇ ｉｇ ｎＤ ｇｔｌ ｙｔｍ ａｅ ｎＦ ＧＡ ｒｗａｅ Ｄｅｕ ｇｎ ｉ ａ Ｓ ｓｅ Ｂ ｓｄｏ Ｐ ｏ ｉ
Ｚ ＥＮＧ ａ － ｈ ｎ 。 ＬＵＯ ｉｘ ａ ｇ Ｌｉ ｎ ｃ ｅ ｇ 一 Ｚｈ － ｉ ｎ
Ｓ ｉ ｎ ｅａ ｄＥｎ ｉ ｅ ｒｎ ｃｅ ｃ ｎ ｇ ｎ ｅ ｇ， ＨＵＳ ｉ Ｔ，Ｗｕ ａ ３ ０ ４ ｈ ｎ４０ ７ ，Ｃ ｉａ ｈｎ）
vivado的ila用法
Vivado的ILA用法
什么是Vivado的ILA？
Vivado的ILA（Integrated Logic Analyzer）是一种在Xilinx FPGA设计中使用的调试工具。
它允许开发人员实时监测和分析设计中的信号。
如何使用Vivado的ILA？
下面是使用Vivado的ILA的简单步骤：
1.在Vivado中设计并合成您的FPGA设计。
2.点击工具栏上的Open Hardware Manager按钮，打开硬件管理器。
3.连接到您的FPGA设备，并加载已合成的设计。
4.在导航面板中选择Open Target，然后选择您的FPGA设备。
5.右键点击FPGA Device，选择Add Configuration Probe。
6.选择要监测的信号，并设置触发条件。
7.点击Program按钮，将配置文件加载到FPGA设备中。
8.点击Open Hardware ILA按钮，打开ILA视图并开始调试。
示例：监测信号
下面是一个使用Vivado的ILA监测信号的示例代码：
总结
Vivado的ILA是一个强大的调试工具，它可以帮助开发人员有效地监测和分析FPGA设计中的信号。
通过按照上述步骤配置和使用Vivado的ILA，您可以更轻松地调试和验证您的设计。
合理使用JTAG和IMPACT帮助你调试FPGA不能启动的问题
合理使用JTAG和IMPACT帮助你调试FPGA不能启
动的问题
本来想着把GTX 后面两篇博文找时间写了，但是最近实在是忙，一直在
搭图像处理的AXI 框架和整FPGA-DSP 双平台的板子，下面先和大家分享一
下调试心得。
最近调试一块新的ArTIx7 板子，遇到了一个很奇怪的问题，问题是FPGA
使用JTAG 口能把程序到FPGA,FPGA 也能跑得动，当配置模式选择MASTER SPI 时，通过JTAG 口下载也可以下载成功，但是问题是重新上电发现FPGA
无法读出FLASH 的配置文件，导致Master SPI 模式下FPGA 无法启动，经过长达2 天的排查，最终定位到在配置电路上M1 和M2 的模式选择管脚下拉电
阻不对，在硬件上使用的是10K 电阻下拉，导致在FPGA 启动过程（xilinx FPGA 的启动过程如图1 所示）中的Sample Mode Pins 过程出错，事实依据如图2 所示。
图1
图2
官方的说法是直接接VCC 或者GND，如果接上下拉电阻的话，阻值应该小
于1K，用万用电表测量M1 和M2 的电压值，发现在10K 下拉的情况下伏值
大概是1.3V 左右，为了深究这个情况的原因，去翻看官方手册，终于在
UG470 里面找到一句话，如图3 所示。
图3
原来是MODE PIN 有内部上拉电阻，这就能解释为什么用万用表测量M1 和M2 会有1.3V 左右的电压。
那么这类问题如何可以快速的找出呢，其实IMPACT 提供的信息很有用，这。
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第四部分：FPGA设计基础（2）北京理工大学雷达技术研究所陈禾FPGA配置及片内调试技术{边界扫描原理{FPGA配置的基本方式{高级配置环境{基于嵌入式处理器的配置技术{基于Internet的可重构逻辑实现{ChipScope Pro片内调试系统边界扫描原理{IEEE Standard 1149.1 -Test Access Port and Boundary-Scan Architecturez JTAG是JOINT TEST ACTION GROUP组织最初提出的，最终由IEEE批准并且标准化的。
IEEE 1149.1一般也俗称JTAG调试标准。
z在JTAG调试标准当中，边界扫描（Boundary-Scan）是一个很重要的概念。
边界扫描技术的基本思想是在靠近芯片的输入输出管脚上增加一个移位寄存器单元。
因为这些移位寄存器单元都分布在芯片的边界上（周围），所以被称为边界扫描寄存器（Boundary-Scan Register Cell）。
边界扫描原理{当芯片处于调试状态的时候，这些边界扫描寄存器可以将芯片和外围的输入输出隔离开来。
通过这些边界扫描寄存器单元，可以实现对芯片输入输出信号的观察和控制。
{对于芯片的输入管脚，可以通过与之相连的边界扫描寄存器单元把信号（数据）加载到该管脚中去。
{对于芯片的输出管脚，也可以通过与之相连的边界扫描寄存器“捕获”（capture）该管脚上的输出信号。
边界扫描原理{在正常的运行状态下，这些边界扫描寄存器对芯片来说是透明的。
{芯片输入输出管脚上的边界扫描（移位）寄存器单元可以相互连接起来，在芯片的周围形成一个边界扫描链（Boundary-Scan Chain）。
{一般的芯片都会提供几条独立的边界扫描链，用来实现完整的测试功能。
边界扫描链可以串行的输入和输出，通过相应的时钟信号和控制信号，就可以方便的观察和控制处在调试状态下的芯片。
利用边界扫描链可以实现对芯片的输入输出进行观察和控制。
边界扫描原理测试芯片及其当前选定的边界扫描链边界扫描原理{TAP(TEST ACCESS PORT)z在IEEE 1149.1标准里面，寄存器被分为两大类：数据寄存器(DR-Data Register)和指令寄存器(IR-Instruction Register)。
边界扫描链属于数据寄存器中很重要的一种。
边界扫描链用来实现对芯片的输入输出的观察和控制。
而指令寄存器用来实现对数据寄存器的控制，如在芯片提供的所有边界扫描链中，选择一条指定的边界扫描链作为当前的目标扫描链，并作为访问对象。
z TAP是一个通用的端口，通过TAP可以访问芯片提供的所有数据寄存器（DR）和指令寄存器（IR）。
对边界扫描链的控制主要是通过TAP （Test Access Port）Controller来完成的。
TAP总共包括5个信号接口TCK、TMS、TDI、TDO和TRST,其中4个是输入信号接口，另外1个是输出信号接口。
边界扫描原理{Test Clock Input (TCK)：TCK为TAP的操作提供了一个独立的、基本的时钟信号，TAP的所有操作都是通过这个时钟信号来驱动的。
{Test Mode Selection Input (TMS)：TMS信号用来控制TAP 状态机的转换。
通过TMS信号，可以控制TAP在不同的状态间相互转换。
TMS信号在TCK的上升沿有效。
{Test Data Input (TDI)：TDI是数据输入的接口。
所有要输入到特定寄存器的数据都是通过TDI接口一位一位串行输入的（由TCK驱动）。
{Test Data Output (TDO)：TDO是数据输出的接口。
所有要从特定的寄存器中输出的数据都是通过TDO接口一位一位串行输出的（由TCK驱动）。
{Test Reset Input (TRST)：TRST可以用来对TAP Controller 进行复位（初始化）。
这个信号接口在IEEE 1149.1标准里是可选的，通过TMS也可以对TAP Controller进行复位（初始化）。
边界扫描原理{通过TAP接口，对数据寄存器（DR）进行访问的一般过程是：z通过指令寄存器（IR），选定一个需要访问的数据寄存器；z把选定的数据寄存器连接到TDI和TDO之间；z由TCK驱动，通过TDI，把需要的数据输入到选定的数据寄存器当中去；z由TCK驱动，通过TDO，把选定的数据寄存器中的数据读出来。
边界扫描原理{如果需要捕获芯片某个管脚上的输出，首先需要把该管脚上的输出装载到边界扫描链的寄存器单元里去，然后通过TDO输出，这样我们就可以从TDO上得到相应管脚上的输出信号。
{如果要在芯片的某个管脚上加载一个特定的信号，则首先需要通过TDI把期望的信号移位到与相应管脚相连的边界扫描链的寄存器单元里去，然后把该寄存器单元的值加载到相应的芯片管脚。
TAP的状态机TAP Controller状态机指令寄存器以及数据寄存器{对于特定的芯片而言，芯片厂商都一般都会在IEEE 1149.1标准的基础上，扩充一些私有的指令和数据寄存器，以帮助在开发过程中进行进行方便的测试和调试。
这里简单介绍IEEE 1149.1规定的一些常用的指令和数据寄存器。
z指令寄存器：指令寄存器允许特定的指令被装载到指令寄存器当中，用来选择需要执行的测试，或者选择需要访问的测试数据寄存器。
每个支持JTAG调试的芯片必须包含一个指令寄存器。
z BYPASS指令和Bypass寄存器：Bypass寄存器是一个一位的移位寄存器，通过BYPASS指令，在不需要进行任何测试的时候，可以将bypass寄存器连接到TDI和TDO之间，在TDI和TDO之间提供一条长度最短的串行路径。
这样允许测试数据可以快速的通过当前的芯片送到开发板上别的芯片上去。
指令寄存器以及数据寄存器{IDCODE指令和Device Identification寄存器：Device identification寄存器中可以包括生产厂商的信息，部件号码，和器件的版本信息等。
使用IDCODE指令，就可以通过TAP来确定器件的这些相关信息。
{INTEST指令和Boundary-Scan 寄存器：Boundary-Scan寄存器就是我们前面例子中说到的边界扫描链。
通过边界扫描链，可以进行部件间的连通性测试。
当然，更重要的是可以对测试器件的输入输出进行观测和控制，以达到测试器件的内部逻辑的目的。
INTEST指令是在IEEE 1149.1标准里面定义的一条很重要的指令，结合边界扫描链，该指令允许对开发板上器件的系统逻辑进行内部测试。
FPGA配置的基本方式{Xilinx 的FPGA 基于易失的SRAM 工艺，器件在被关电后将会丢失配置。
FPGA 通常使用一个外部的如PROM 的存储器件，防止电源掉电后丢失配置数据。
FPGA 也可以通过电缆进行编程而不需要外部存储器件。
Xilinx 的PROM 器件是非易失的器件，通常被用来为Xilinx 的FPGA 存储配置数据，这些器件有两种不同的类型：z一次可编程（OTP）的PROMz在系统可编程（ISP）可重新编程的PROMFPGA配置基本流程{清除配置存储器{初始化{加载配置数据{器件启动FPGA配置基本流程Virtex-II配置流程常用的配置管脚FPGA配置{在系统设计中，通过模式引脚来选择配置模式，其中M2、M1和M0是专用引脚，HSWAP_EN和配置模式引脚配合使用，决定IO引脚在配置过程中是否具有上拉功能。
在默认情况下，HSWAP_EN被设置为高，此时在配置过程中关闭I/O引脚的上拉功能，当其被设置为低时，I/O引脚具有上拉功能。
{其他专用配置引脚是CCLK、DONE、PROG_B、TDI、TDO、TMS、TCK，当选择某些配置模式时，CCLK可以作为FPGA的信号输出引脚使用，也可作为外部时钟的输入信号，这些引脚使用3.3V的辅助电源(VCCAUX)。
{如果Persist选项被选中，即使设备配置己经完成，这些配置引脚仍然保持配置功能，这个功能在动态重构设计应用中非常有用。
如果此选项未被选中，这些配置引脚中除CCLK、PROB_B和DONE外，在配置完成后，可以作为用户I/O口使用。
FPGA基本配置详细流程{上电（Power-Up）z VCCINT电源引脚必须用1.5V 的电源供电。
Bank4的VCCO和VCCAUX作为逻辑逻必须提供给Power-On-Reset(POR)电路，即使不使用这个Bank。
{清除配置存储器z上电完成后，配置存储器将会被自动清空。
当清空配置存储器的动作完成时，INIT_B引脚变为高电平。
z PROG_B输入上的逻辑低电平将会复位配置逻辑，并且使FPGA保持在清空配置存储器的状态。
只要PROG_B引脚保持低电平，则FPGA 将继续清空它的配置存储器并使INIT_B信号保持为低电平以表明配置存储器在被清空。
z当PROG_B被释放时，FPGA 将继续使INIT_B保持为低电平，直到完成清空所有的配置存储器。
FPGA基本配置详细流程{初始化(Initialization)z INIT_B管脚被释放，FPGA采样配置模式管脚状态，启动相应的配置模式，配置过程开始。
可以通过保持INIT_B为低来延迟配置过程的开始。
FPGA 在INIT_B信号的上升沿检测其模式引脚。
INIT 信号变为高电平后，配置就可以开始了，不需要额外的暂停或等待周期，但是配置过程不必在INIT_B变化之后立即开始。
配置逻辑只有在来自位流的同步字被载入时才开始处理数据。
{载入配置数据z一旦配置开始，FPGA开始接收数据帧，同时进行CRC 校验。
CRC检验成功，则进行器件启动流程。
如果CRC检验失败，INIT_B变低，指示CRC校验错误，必须重新把PROG_B管脚拉低，以重新开始配置。
也可以通过电源复位来重新配置PFGA。
如果校验成功，有五种方式可以加载配置数据。
FPGA基本配置详细流程{器件启动(Device Startup)z Device startup是配置和器件正常工作之间的过渡状态。
启动过程分为8步。
这个时序期间将会释放DONE引脚（变为高电平）,激活I/O。
这时，FPGA 就被激活，并根据所载入的设计工作。
{配置引脚z在FPGA 中有一些管脚是指定给配置用的，一些管脚是配置功能专用的(CCLK、PROG_B、DONE、M2、M1和M0，由VCCAUX供电)，而另外一些则是具有双重功能的管脚(D0/DIN、D1:D7、CS_B、RDWR_B、BUSY/DOUT 和INIT_B，由VCCO供电)，在配置后可以被用作用户I/O。
在配置期间，所有配置用管脚均设置为LVTTL标准。
Virtex-II支持5种配置模式，配置引脚M0、M1、M2。