SignalTapII及SignalProbe使用指南 (2)

在Buffer acquisition mode栏中，在Circular列表中可以选择数据触发的位置，包括： ● Pre trigger position：保存触发信号发生之前的信号状态信息 。

● Center trigger position：保存触发信号发生前后的数据信息，各占一半。 ● Post trigger position：保存触发信号发生之后的信号状态信息。

● Continuous trigger position：连续保存触发采样数据，直到设计者停止采集数据

为止。

选择Circular类型Buffer时，采集数据被放置在一个环形数据缓冲区中。在数据采集过程中，新的数据可以替代旧的数据，如下图左所示，这个环形数据缓冲区的大小等于用户设置的数据采样深度。图右显示了采用Circular作为数据获取Buffer的采样数据结果。

选择Segmented类型Buffer时，数据获取Buffer会分成用户自定义的小块。比如4K的RAM会分成4个1K的Segments。当数据触发时，采样数据被收集到一个Segment里，所有的Segment被填满之后收集工作会重新开始。在下图中可以看到，同样的逻辑分析设置采用Segmented作为Buffer得到的数据采样结果不同于Circular类型。

5) Trigger

● Trigger Level

SignalTapII的多级触发特性为设计者提供了更精确的触发条件设置功能，最高可以设置10级触发。在多级触发中，SignalTapII首先对第一级触发模式进行触发；当第一级触发表达式满足条件，测试结果为TRUE时，SignalTapII对第二级触发表达式进行测试；依此类推，直到所有触发级完成测试，并且最后一级触发条件测试结果为TRUE时，SignalTapII开始捕获信号状态。一般来说简单的测试只需要选择一级触发就可以了。 ● Trigger-In

Trigger-In设置SignalTapII的外部触发信号，可以是任意的I/O引脚。如果没有指定I/O管脚，软件会自动生成名为“auto_stp_trigger_in_n”的管脚，其中后缀n从1开始。在“Pattern”列表中可以选择触发方式：“Don’t Care”（无关项触发）、“Low ”（低电平触发）、“High”（高电平触发）、“Falling Edge”（下降沿触发）、“Rising Edge”（上升沿触发）和“Either Edge”（双沿触发）。 ● Trigger-Out

Trigger-Out设置指定的触发输出信号连接到外部I/O管脚，可以作为外部测试设备的同步信号或者另一个SignalTapII文件的Instance内部触发事件。如果没有指定I/O管脚，软件会自动生成名为“auto_stp_trigger_out_n”的管脚，其中后缀n从1开始。在“Level”列表中可以选择“Active Low”（信号从高电平变为低电平）和“Active High”（信号从低电平变为高电平）两种不同的输出方式。另外触发信号输出相对实际触发时刻都会有4个时钟周期的延迟。

6) Waveform Viewer

如下图所示，Viewer窗口包含了Setup和Data两个标签栏。Setup标签栏内可以选择需捕获的信号或触发信号，包括完成最多10级的触发设置。Data标签栏内则显示了所有信号的捕获结果。

在Setup标签栏内用来添加待观测信号，可以通过“Edit”菜单下“Add Nodes…”命令，右键点击快捷菜单“Add Nodes…”命令，或双击标签栏内空白处这三种方式来添加信号。在弹出的“Nodes Filter”对话框中，在Filter列表中只能在“SignalTapII：

Pre-systhensis”和“SignalTapII:Post-fitting”两种过滤器做信号选择，其他过滤器的信号是无法在SignalTapII下被捕获的。Pre-systhensis下信号在对当前设计进行Analysis & Elaboration（Processing->Start菜单下）操作以后存在，表示RTL信号。如果对设计修改以后，执行Analysis & Elaboration命令后就可以快速加入一个新的节点名。Post-fitting下信号在对当前设计进行物理综合优化以及布局布线后存在。需要注意的是，不是所有信号都可以被选择为待观测信号的。

被选择信号列表中的“Data Enable”核选框控制是否作为被捕获的信号，如果不选则可以降低采样memory的大小。“Trigger Enable”核选框控制是否作为触发信号。通过不同的核选，可以区分选择被捕获信号和触发信号，达到节省ELA资源消耗的目的。

在Setup窗口下可以完成对触发信号的简单设置（Base Triggering），如下图所示。通过右键单击Trigger Levels标签栏下的列表项可以完成触发设置。可以看到在下图中设置了10级触发（图中没有显示完全），每级触发都设置了不同的条件。（此设计是用来捕获七段数码管的显示值，为了显示数码管可能出现的全部数值，所以选择了10级的触发级数。）右键点击出来的快捷菜单可以分别选择“Don’t care”、“Low”、“High”、“Failing Edge”、“Rising Edge”和“Either Edge”的触发设置。

Setup窗口下的“Debug Port Out”列表可以通过点击右键使能或禁用Debug Port，将ELA捕获到的信号通过布线资源连接到外部空余的I/O管脚上。如果使能Debug Port，QuartusII软件将自动生成一个名为“auto_stp_debug_out_m_n”的引脚，如下图所示。其中m代表定义instance的序号，n代表在待捕获信号列表中定义Debug Port时的序号。需要注意的是，当使能Debug Port之后重新编译工程，是可以在Assignment Editor下对Debug Port管脚进行约束的。如果没有约束，QuartusII软件会自动分配管脚，可以在Compilation Report->Fitter->Resource Section->Output Pins下的报告中看到Debug Port被软件自动分配到哪个管脚上。

Setup窗口下还有一个“Incremental Route”使能选项，可以实现增量式布线的

功能，在不需要完全重新编译的情况下实现节点之间的切换，提高布线效率。（比如添加/删除Instance、待测数据或触发信号；修改采样时钟或存储深度；使能或修改Trigger-In/Trigger-Out；使能Debug Port。这几种情况下需要实现重新编译。）

实现增量式布线之前需要使能“Smart Recompilation”的功能，在QuartusII软件下打开Assignments菜单下Setting对话框，SignalTapII Logic Analyzer标签栏下打开下图中的画红框的选项。

除了需要打开“Smart Recompilation”选项之外，还可以在下图所示的红框中设置已分配节点的数目。在Data栏和Trigger设置已分配节点数目是指这些节点可以作为布线预留节点，保证以后可以再添加信号。一般情况下选择Auto就可以了。需要注意的是，添加“Post-Fitting”类型节点会引起增量式布线，如果添加“Pre-Synthesis”类型节点QuartusII软件会认为是一个完全的重新编译过程。

7) JTAG Chain Configuration

建立好STP文件并完成编译之后，即可以将包含ELA信息的配置文件通过JTAG链下载至FPGA内部，点击下图中的配置按钮完成文件下载。如果用户的JTAG链上串联了多个FPGA，可以分别对每个FPGA下载sof文件并做ELA信号逻辑分析。多个

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