用內(nèi)部邏輯分析儀調(diào)試FPGA(08-100)

　　推動(dòng)FPGA調(diào)試技術(shù)改變的原因

　　進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)的功能調(diào)試時(shí)，FPGA的再編程能力是關(guān)鍵的優(yōu)點(diǎn)。CPLD和FPGA早期使用時(shí)，如果發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)不能正常工作，工程師就使用“調(diào)試鉤”的方法。先將要觀察的FPGA內(nèi)部信號(hào)引到引腳，然后用外部的邏輯分析儀捕獲數(shù)據(jù)。然而當(dāng)設(shè)計(jì)的復(fù)雜程度增加時(shí)，這個(gè)方法就不再適合了，其中有幾個(gè)原因。第一是由于FPGA的功能增加了，而器件的引腳數(shù)目卻緩慢地增長(zhǎng)。因此，可用邏輯對(duì)I/O的比率減小了，參見(jiàn)圖1。此外，設(shè)計(jì)很復(fù)雜時(shí)，通常完成設(shè)計(jì)后只有幾個(gè)空余的引腳，或者根本就沒(méi)有空余的引腳能用于調(diào)試。

　　圖1 Lattice FPGA的LUT/可用I/O

　　第二，現(xiàn)在設(shè)計(jì)的復(fù)雜性經(jīng)常需要觀察許多信號(hào)，而不是幾個(gè)信號(hào)。常用的技術(shù)是實(shí)現(xiàn)較寬的內(nèi)部總線(xiàn)，以便在較大的FPGA中達(dá)到高的系統(tǒng)吞吐量。如果懷疑內(nèi)部的32位總線(xiàn)里有壞的數(shù)據(jù)，則難以用幾個(gè)I/O引腳來(lái)確定問(wèn)題所在。

　　第三，通常需要在系統(tǒng)中測(cè)試復(fù)雜的功能。在這種情況下，在系統(tǒng)中調(diào)試時(shí)訪(fǎng)問(wèn)一些I/O也許是有限的。新類(lèi)型的包還限制訪(fǎng)問(wèn)FPGA引腳。系統(tǒng)速度也是個(gè)問(wèn)題，因?yàn)樘结樀倪B接可能會(huì)引起性能或者噪聲信號(hào)降低。

　　最后，推動(dòng)FPGA調(diào)試方法改變的關(guān)鍵因素是有了新的工具，這些工具采用 內(nèi)部或者嵌入式邏輯分析儀。

　　擁有這些工具可得到最佳的結(jié)果，而不是用與先前工具相同的方法。資源、靜態(tài)參數(shù)和動(dòng)態(tài)參數(shù)通常約束了內(nèi)部邏輯分析儀和外部邏輯分析儀。本文對(duì)這兩種類(lèi)型工具的約束進(jìn)行了比較，考察如何最佳地利用內(nèi)部邏輯分析儀。