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|  V1.0  |  2020-05-08  |  gingko  |  初次建立  | 

===== 实验四：调用ChipScopePro查看波形实验 =====

==== 一、实验目的与意义 ====

  - 掌握ChipScopePro的使用方法。

==== 二、实验设备及平台 ====

  - iCore4TX 双核心板。[[https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z10.1-c-s.w4004-22598974120.3.5923532fAsAtPz&id=614919247574|点击购买]]
  - USB-CABLE（或相同功能）仿真器。
  - Micro USB线缆。
  - ISE开发平台。
  - 电脑一台。

==== 三、实验原理 ====

  * Xilinx 推出的一款在线调试软件ChipScopePro，集成在ISE开发环境中，通过它可以用来观察FPGA内部的信号、触发条件和调整时序。
  * 它的原理是通过在综合后的网表中插入用于采集数据的Core，运行之后自动生成一个新的网表文件，再用这个网表文件在ISE里面进行布局布线，生成下载文件，并通过JTAG方式下载到芯片中运行。芯片运行过程中，如果触发源发生跳变，或者满足触发条件时，芯片里的core会将采集到的信号通过JTAG口传到PC上ChipScope analyzer的界面中以波形的方式显示出来。

==== 四、实验步骤及结果 ====
  * **ChipScopePro分析工具是在建立的工程基础上进行信号的抓取和分析。整体步骤大概分为以下几个步骤：**
  - 建立工程；
  - 进行引脚约束，并编译；
  - 新建.cdc文件；
  - 设置.cdc文件并添加分析信号；
  - 编译；
  - 连接硬件加载仿真文件；
  - 运行仿真并分析波形。
  * **下面就来详细讲解一下调用ChipScopePro并查看波形的详细步骤。**
  * 1、首先建立工程，编写一个简单的带输入输出和简单逻辑的工程。
{{ :icore4tx:icore4tx_fpga_4_1.png?direct |图4.1}}
  * 2、绑定引脚信息并进行编译。
  * 3、编译完成后，设置保持层次，使原电路代码结构保持在ChipScopePro中；右键点击Synthesize → Process Properties…。
{{ :icore4tx:icore4tx_fpga_4_2.png?direct |图4.2}}
  * 4、在Process Properties窗口中选中Synthesis Options，右边的keep Hierarchy栏选择“Yes”，然后点击OK。
{{ :icore4tx:icore4tx_fpga_4_3.png?direct |图4.3}}
  * 5、工程目录选中工程，右键选择New Source…。
{{ :icore4tx:icore4tx_fpga_4_4.png?direct |图4.4}}
  * 6、弹出窗口中选中ChipScope Definition and Connection File，并给文件命名，然后点击Next。
{{ :icore4tx:icore4tx_fpga_4_5.png?direct |图4.5}}
  * 7、直接点击Finish。工程目录栏出现.cdc文件。
{{ :icore4tx:icore4tx_fpga_4_6.png?direct |图4.6}}
  * 8、双击该文件，进入cdc设置窗口，然后点击next。
{{ :icore4tx:icore4tx_fpga_4_7.png?direct |图4.7}}
  * 9、点击Next。
{{ :icore4tx:icore4tx_fpga_4_8.png?direct |图4.8}}
  * 10、弹出窗口中进行chipscope参数配置，在Trigger Parameters栏目下，设置要检测的信号个数Trigger Width的值为5；然后点击Next。
  * **注意：**
    * 要检测几个信号，Trigger Width的值就填几（一般除了clk之外的所有要检测的信号数量），否则无法生成bit文件。
{{ :icore4tx:icore4tx_fpga_4_9.png?direct |图4.9}}
  * 11、设置采样深度，具体数值根据器件所自带的RAM大小以及网表文件占用资源的情况确定。这里设置为4096。然后点击Next。
{{ :icore4tx:icore4tx_fpga_4_10.png?direct |图4.10}}
  * 12、点击Modify Connections。
{{ :icore4tx:icore4tx_fpga_4_11.png?direct |图4.11}}
  * 13、添加时钟信号，左侧红框中选中时钟信号，点击右下红框中的Make Connections按钮，即可看到时钟信号添加完成，如下图右上红框中所示；
  * **注意：**
    * 这里选中的时钟信号要选带BUF后缀的。否则无法生成bit文件。
{{ :icore4tx:icore4tx_fpga_4_12.png?direct |图4.12}}
  * 14、点击1处的Trigger/Data Signals栏，然后点击2处需要观察的信号，再点击3处的Make Connections按钮，依次添加；完成后如4处红框中所示，然后点击OK。
  * **注意：**
    * 4处添加完信号后，不应有红色空余未添加信号，如果有多余信号，可返回图4.9页面修改Trigger Width的值。
{{ :icore4tx:icore4tx_fpga_4_13.png?direct |图4.13}}
  * 15、点击Return to Project Navigator，返回工程界面。
{{ :icore4tx:icore4tx_fpga_4_14.png?direct |图4.14}}
  * 16、双击Generate Programming File，进行编译。
{{ :icore4tx:icore4tx_fpga_4_15.png?direct |图4.15}}
  * 17、将iCore4TX的下载器和供电线连接，并给iCore4TX供电。
{{ :icore4tx:icore4tx_fpga_4_16.png?direct |图4.16}}
  * 18、双击Analyze Design Using ChipScope。弹出窗口中点击左上角红框中的连接图标。
{{ :icore4tx:icore4tx_fpga_4_17.png?direct |图4.17}}
  * 19、右键点击DEV:0 → Configure…。
{{ :icore4tx:icore4tx_fpga_4_18.png?direct |图4.18}}
  * 20、点击Select New File 按钮。
{{ :icore4tx:icore4tx_fpga_4_19.png?direct |图4.19}}
  * 21、找到.bit文件，选中并点击打开，然后点击OK，完成.bit文件添加。
{{ :icore4tx:icore4tx_fpga_4_20.png?direct |图4.20}}
  * 22、点击工具栏File选项，下拉菜单中选中Import…，导入.cdc文件。
{{ :icore4tx:icore4tx_fpga_4_21.png?direct |图4.21}}
  * 23、点击Select New File 按钮。
{{ :icore4tx:icore4tx_fpga_4_22.png?direct |图4.22}}
  * 24、弹出窗口选中.cdc文件，然后点击打开，之后点击OK，完成.cdc文件的导入。
{{ :icore4tx:icore4tx_fpga_4_23.png?direct |图4.23}}
  * 25、在ChipScope Pro Analyzer 窗口对观测信号进行设置。包括触发条件和观测位置设置；观测位置设置的值假如是100，表示从触发位置开始，往前100个时间单位的位置开始显示波形。
{{ :icore4tx:icore4tx_fpga_4_24.png?direct |图4.24}}
  * 26、双击Waveform，点击运行；当满足触发条件时，可以在波形窗口观察到信号变化，如下图所示。3处红框内的三角按钮代表触发一次，“T!”代表实时触发。
{{ :icore4tx:icore4tx_fpga_4_25.png?direct |图4.25}}  
==== 五、拓展实验 ====
  - 通过Signaltap工具采集复位信号和led控制信号，看是否与其工作原理一致。