signal_tapll实验_逻辑分析仪 []

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|  V1.0  |  2020-07-01  |  gingko  |  初次建立  | 

===== 实验四：Signaltap II实验——查看LED信号 =====

==== 一、 实验目的与意义 ====

  - 掌握QuartusII调试工具Signaltap II的使用方法。
  - 掌握QuartusII的使用方法。
  - 学习Verilog编程语言的基本语法及相关运算符。
==== 二、 实验设备及平台 ====
  - iCore4 双核心工控板[[https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z10.1-c-s.w4004-22598974120.15.5923532fsFrHiE&id=551864196684|点击购买]]。
  - Blaster（或相同功能）仿真器[[https://item.taobao.com/item.htm?id=554869837940|点击购买]]。
  - Micro USB线缆。
  - QuartusII开发平台。
  - 装有WIN XP(及更高版本)系统的计算机。
==== 三、 实验原理 ====
  * 1、以一个三色LED灯交替闪烁程序为例，通过signaltap II工具查看LED信号的状态。使用户掌握signaltapII工具的基本使用方法。
  * 2、实现三色LED交替闪烁的程序关键代码讲解如下：
表4-1
|led	|001	|010	|100|
|~led	|110	|101	|011
|三色LED状态|蓝灯亮|绿灯亮|红灯亮|
<code verilog>
reg [2:0]led;       //定义一个3位寄存器型变量，led，用来控制三色led的状态
always @(posedge led_clk or negedge rst_n)
	if (!rst_n)
	    begin
		led <= 3'd1; //复位后led=001,蓝灯亮
	    end
	else         //以下代码实现led寄存器最高位为零时，使寄存器内容左移按 001-010-100-001
	    begin    //也就实现了三色led灯按照蓝、绿、红顺序交替闪烁
	        if (led[2])
			begin
			    led <= 3'd1;
			end
			else 
			begin
			    led <= led << 1'd1; 
			end
		end
</code>
==== 四、 Signaltap使用方法 ====

1、将硬件正确连接，如图4-1所示。
{{ :icore4:icore4_fpga_4_1.jpg?direct |图4-1}}
2、打开实验四例程中的QuartusII工程文件（已经完成了相关设置及引脚分配），进行重编译，然后打开Signaltap工具Tool->Signaltap II Logic Analyzer,如图4-2所示。
{{ :icore4:icore4_fpga_4_2.png?direct |图4-2}}
3、点击Setup添加仿真器设备，如图4-3所示。 
{{ :icore4:icore4_fpga_4_3.png?direct |图4-3}}
4、添加目标仿真文件（.sof），一般该文件存放在output file文件夹下，如图4-4所示。 
{{ :icore4:icore4_fpga_4_4.png?direct |图4-4}}
5、添加采样时钟，如图4-5所示。
  * **注意：**一般采样时钟不能小于目标信号的2倍。
{{ :icore4:icore4_fpga_4_5.png?direct |图4-5}}
6、选择采样时钟信号，首先设定Filter为SinalTap II:pre-synthesis，然后点击List，在下面信号列表中选择所需的采样时钟信号，如图4-6所示。
{{ :icore4:icore4_fpga_4_6.png?direct |图4-6}}
7、配置采样存储空间大小，根据芯片可利用存储空间和采样需要进行确定其大小，本实验选择1k采样存储空间，如图4-7所示。
{{ :icore4:icore4_fpga_4_7.png?direct |图4-7}}
8、双击空白处，添加目标采集信号，如图4-8所示。
{{ :icore4:icore4_fpga_4_8.png?direct |图4-8}}
9、选择采样时钟信号，首先设定Filter为SinalTap II:pre-synthesis，然后点击List，在下面信号列表中目标采样信号，如图4-9所示。
{{ :icore4:icore4_fpga_4_9.png?direct |图4-9}}
10、点击File->Save as将文件保存，如图4-10所示。
{{ :icore4:icore4_fpga_4_10.png?direct |图4-10}}
11、设置保存的文件名称（signaltap.stp），路径可以默认也可以自行设定，如图4-11所示。
{{ :icore4:icore4_fpga_4_11.png?direct |图4-11}}
12、回到Quartus主界面，保存工程并重新编译，如图4-12所示。
{{ :icore4:icore4_fpga_4_12.png?direct |图4-12}}
13、回到Signaltap界面点击下载按钮下载程序，如图4-13所示。
{{ :icore4:icore4_fpga_4_13.png?direct |图4-13}}
14、点击连续采样按钮进行采样，如图4-14。
{{ :icore4:icore4_fpga_4_14.png?direct |图4-14}}
15、右键单击信号设置信号的显示方式为二进制显示，如图4-15所示。
{{ :icore4:icore4_fpga_4_15.png?direct |图4-15}}
16、观察采集得到的信号：001b——010b——100b——001b，如图4-16,即对应实验原理部分。此时实验板上与FPGA相连的三色LED按照，蓝、绿、红的顺序交替闪烁。
{{ :icore4:icore4_fpga_4_16.png?direct |图4-16}}
17、点击Setup对信号进行一些触发条件设置，在此处就不一一说明介绍，如图4-17所示。
{{ :icore4:icore4_fpga_4_17.png?direct |图4-17}}
==== 五、 拓展实验 ====
  - 操作单次采样按钮和停止按钮；
  - 设定信号触发条件，观察采样现象变化。
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