设计在线调试

设计在线调试

System Generator提供了使用ChipScope和共享存储器两种方法来实现系统的在线调试，它们都可以利用相关工具获得可视化的测试信号，都支持十六进制、十进制以及二进制数，允许在模型中比较参考信号，且支持逻辑值和模拟量两种信号显示方式。

使用ChipScope完成在线调试，需要在模型中插入ChipScope模块，在FPGA芯片中插入ChipScope探头，通过JTAG接口实时地完成芯片内部信号的采集。如果使用共享存储器的方式，则需要由FPGA硬件、Simulink设计以及MATLAB软件共同提供一个独立的共享地址空间，将FPGA芯片中的数据实时地存储到空间中，然后再读回Simulink设计，可简化整个在线调试的数据分析。

本次以ChipScope法为例介绍如何完成设计的在线调试。

例7-4 利用System Generator实现一个正弦波信号发生器，并通过ChipScope在FPGA芯片中实时分析。
1.        在MTALB中启动Simulink，建立设计模型，从Xilinx模块库中添加Counter模块、SinCosine模块、ChipScope模块、Gataway Out模块、System Generator模块以及Scope模块，其连接关系如图7-50所示，并保存为mychipscope.mdl。
2.        双击SinCosine模块，选定Function为Sine；双击Counter模块，设置步长为1。
3.        双击ChipScope模块，在Triggers栏中选择Number of trigger ports为1；Triggers Setting栏中设定Match type为Extended；Nunber of data ports设定为1，且选中“Use trigger ports as data”选项。
4.        双击Gataway Out模块，选中Specify IOB location constraints选项，在IOB pad location(cell array {' MSB',…,'LSB'})中输入{'F12','E12','E11','F11','C11','D11','E9','F9'}。
5.        在Simulink中单击运行键开始仿真，结果如图7-51所示。由于Counter的步长设置的比较小，所以正弦信号的频率较低，需要将仿真时间设置的长一些。

图7-50 在线调试的正弦信号发生器设计

图7-51 正弦波示例模块的Simulink设计示意图

6) 双击System Generator模块，在“Compiliation”下拉框中选为Bitstream；Part为Spartan 3E系列的XC3S500E-fg320，时钟周期设为20ns（50MHz），时钟管脚为C9。完成上述设置后，单击“Generator”按键，生成相关文件，由于选择了编译生成比特文件，因此完成后，可在设计文件夹中找到mychipscope_cw.bit的配置文件。

7) 从开始菜单中打开ChipSocpe Pro，点击JTAG链扫描按键，选择XC3S500E，按照下载程序，组合总线信号，可得到的观测波形如图7-52所示。

图7-52 正弦波示例模块ChipScope采集结果的数字显示

为了更直观地观察波形，可通过“Bus Plot”功能得到其模拟波形，如图7-53所示，可以看出本设计正确实现了预期功能。

图7-53 正弦波示例模块ChipScope采集结果的模拟显示