Vivado使用技巧：debug仿真設計的三種調(diào)試方法

源代碼級別調(diào)試
Vivado Simulator提供了在仿真過程中debug設計的特性，通過為源代碼添加一些可控制的執(zhí)行條件來檢查出問題的地方?？偟膩碚f有三種調(diào)試方法：

1.使用Step逐行調(diào)試
Step命令一次只執(zhí)行HDL代碼中的一行，從而驗證和調(diào)試設計。運行仿真后，點擊Run->Step或工具欄中的Step可執(zhí)行該命令。Restart可以將時間復位到TestBench的開始。當前執(zhí)行的代碼會高亮顯示并且前方有箭頭指示：

運行Step后會打開與頂層設計單元相關的HDL文件窗口，在窗口名稱上右鍵->新建水平分組或新建垂直分組即可同時查看HDL和波形窗口。

2.使用斷點（breakpoint）調(diào)試
Step調(diào)試的缺點是在大型設計中很繁瑣且花費大量時間。設計者可以在源代碼中自行指定運行停止的點，稱為斷點。運行仿真時，仿真器遇到斷點就會暫停?？稍O置斷點的行前有一個空心圈，點擊可設置斷點，轉(zhuǎn)變?yōu)閷嵭娜Α?/p>

對應的Tcl命令為“add_bp file_name line_number”。仿真調(diào)試過程中，斷點和Step調(diào)試是可以一起使用的。在實心圈上右鍵，或Run菜單中點擊Delete All Breakpoints可以刪除所有斷點。

3.條件調(diào)試
在設計中添加條件斷點，仿真器檢測到條件為真時就會暫停當前仿真。條件必須用Tcl命令添加，示例如下：
add_condition #命令模板
add_condition {reset == 1 && clk == 1} {puts “Reset went to high”; stop}
#當clk與reset同時為高暫停仿真，控制臺打印消息輸出

遇到條件斷點并暫停后，只有等到下一個仿真命令才會繼續(xù)運行仿真。

將對象強制到特定值
Vivado Simulator提供了Force功能將信號、wire或reg強制為某一值，該操作會重寫信號定義在HDL設計中的行為。考慮如下應用情況：

• TestBench中沒有對某一信號進行驅(qū)動，可以使用Force功能給予激勵；
• Debug過程中使用Force糾正錯誤的值，以繼續(xù)進行仿真分析。

使用Force Constant、Force Clock、Remove Clock相關命令配置Force功能，而且仿真restart后仍然會保留已經(jīng)設置了的Force特性。

1.Force Constant功能
該命令會將信號固定為一個常數(shù)值，重寫了其HDL代碼中的賦值。在Objects窗口或波形窗口中選中某一對象，右鍵->Force Constant，打開如下窗口：

Force value按照value radix選擇的基數(shù)設置常數(shù)值；設置的值開始于Starting after time offset設置的時間，如果不帶單位則默認為ns；Cancel after time offset設置的時間后會取消應用Force功能。

2.Force Clock功能
該命令會使信號以一定速率在兩個值之間來回轉(zhuǎn)換，類似于時鐘信號一樣（但不局限于生成時鐘信號，可以定義任意振蕩的值）。在Objects窗口或波形窗口中選中某一對象，右鍵->Force Constant，打開如下窗口：

Leading edge value和Trailing edge value分別指定兩個振蕩狀態(tài)的值；Duty cycle和Period設置占空比和周期。右鍵菜單中的Remove Force用來清除設置。靈活使用Force特性可以加快設計仿真的調(diào)試驗證，而不需要修改HDL代碼。

編輯：hfy