Vivado 在线调试之 ILA 核

对于已经通过了功能仿真的 Verilog HDL 电路，Download 到板端后，可以通过 Vivado 的 ILA 核进行在线调试，观察波形。ILA 核相当于在线的逻辑分析仪，ISE 上叫做 Chipscope，Vivado 下叫 ILA；

添加 ILA 核的方式比较简单，首先在 Vivado 集成环境中添加 ILA IP Core：

1、点击 IP Catalog，搜索 ila 核，双击 ILA 的 IP

这里，Verilog 源文件用一个简单的 LED 灯作为例子，源文件如下：

module pl_led(
    input sys_clk,
    input rst_n,
    output reg [3:0] led
    );
    parameter max_cnt = 32'd49999999;
    reg [31:0] timer_cnt;

    always @ (posedge sys_clk or negedge rst_n)
    begin
        if(!rst_n)
        begin
            timer_cnt <= 32'd0;
        end
        else
        begin
            if (timer_cnt < max_cnt) timer_cnt <= timer_cnt + 32'd1;
            else timer_cnt <= 32'd0;
        end
    end

    always @ (posedge sys_clk or negedge rst_n)
    begin
        if(!rst_n)
        begin
            led <= 4'b0000;
        end
        else
        begin
            if(timer_cnt == max_cnt) led <= ~led;
            else led <= led;
        end
    end

endmodule

一个 32bit 的 counter 计数器，50MHz 的外部时钟，LED 一秒钟亮，灭；

比如我们需要观察两个信号，一个是 counter 信号，另一个是 led 信号（led[3:0]），所以在双击 ILA IP Core 后，做如下配置：

使用两个 probe (即，探针)，一个 probe 0 为查看 counter 计数器的值，另一个 probe 1 为 4bit 位宽的 led 的值；

点击 OK 后，在点击生成：

此刻在资源地方就可以看到这个 IP 了：

然后打开这个 ila 里面的 template 例化的例子：

直接拷贝下来到 Verilog 源码下面去，并将信号对应上：

module pl_led(
    input sys_clk,
    input rst_n,
    output reg [3:0] led
    );
    parameter max_cnt = 32'd49999999;
    reg [31:0] timer_cnt;

    always @ (posedge sys_clk or negedge rst_n)
    begin
        if(!rst_n)
        begin
            timer_cnt <= 32'd0;
        end
        else
        begin
            if (timer_cnt < max_cnt) timer_cnt <= timer_cnt + 32'd1;
            else timer_cnt <= 32'd0;
        end
    end

    always @ (posedge sys_clk or negedge rst_n)
    begin
        if(!rst_n)
        begin
            led <= 4'b0000;
        end
        else
        begin
            if(timer_cnt == max_cnt) led <= ~led;
            else led <= led;
        end
    end

// Add ILA Here
// Instant ila in source code
ila ila_inst(
    .clk(sys_clk),
    .probe0(timer_cnt),
    .probe1(led)
);

endmodule

OK，搞定，重新 Generate 生成 Bit Stream；

单板上电，打开 Open Hardware Manager 然后扫描 Target：

这里我用的是 ZYNQ-7000 的 7020 ；选择 xc7z020_1，右键 Program Device：

点击 Program 下载完毕后，出现在线调试的窗口：

点击左上的三角形，便开始采集波形，当然可以在右下角的窗口设置 Trigger ，这里我将 Trigger 设置成为 timer_cnt 等于 49999999 即，LED 翻转的时刻，设置好后，点击左上角的 RUN：

红色的 T，代表 Trigger ，即，timer_cnt 满足设置的条件