Xilinx可编程逻辑器件设计与开发（基础篇）连载29：Spartan.doc

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1、Xilinx可编程逻辑器件设计与开发（基础篇）连载29：Spartan　　ChipScopePro提供了多种不同功能的调试内核，通常分成三类：逻辑调试内核、误比特率测试核和集成总线分析核。用户根据系统的调试要求，应用不同的调试内核，方便快速地找到设计中存在的问题。常用IP核如图9-3所示。　　(1)逻辑调试内核。　　ICON（集成控制器核）。　　ILA（集成逻辑分析核）。　　VIO（虚拟I/O核）。　　ATC2（安捷伦跟踪核）。　　(2)IBERT（误比特率测试核）。　　Virtex-4FX平台的IBERT（误比特率测试核）。

2、　　Virtex-5LXT/SXT/FXT平台的IBERT（误比特率测试核）。　　Virtex-6LXT/SXT平台的IBERT（误比特率测试核）。　　Spratn-6LXT平台的IBERT（误比特率测试核）。　　(3)IBA（IntegratedBusAnalyzer，集成总线分析核）。　　IBA/OPB（集成总线/处理器外设总线核）。　　IBA/PLB（集成总线/处理器本地总线核）。　　　　图9-3常用ChipScope的IP核一、ICON核　　ICON核具备与JTAG边界扫描端口通信的能力，因此ICON核是ChipSco

3、pePro应用必不可少的关键核。一个ICON核可以最多同时连接15个ILA、IBA/OPB、IBA/PLB、VIO或者ATC2核。在Virtex-4/5/6和Spartan-6芯片中，可以通过BSCAN_VIRTEX原语来使用USER1、USER2、USER3或者USER4扫描链，且由于BSCAN_VIRTEX原语实现了一条单独的扫描链，因此就没有必要导出未使用的用户扫描链。在其余类型芯片中，只能使用USER1或者USER2扫描链。二、ILA核　　ILA核提供触发和跟踪功能，根据用户设置的触发条件捕获数据，然后在ICON的控制

4、下，通过边界扫描端口将数据上传到PC，最后在分析仪（Alalyzer）中显示出信号波形。由于ILA核和被监控的逻辑是同步的，因此设计中的所有时钟约束会被应用到ILA核。ILA包括下面3个主要组件：　　输入、输出触发逻辑：输入触发逻辑用于检测各种触发条件；输出触发逻辑用于触发外部测试设备以及其他逻辑。　　数据捕获逻辑：数据捕获逻辑用于捕获数据，并将所捕获的数据存储到芯片的BRAM中。　　控制和状态逻辑：控制和状态逻辑用于管理ILA的各种操作。三、VIO核　　VIO（VirtualI/O）核是一个虚拟控制台，用于实时监控和控制FP

5、GA内部逻辑信号，可以观测FPGA设计中任意模块的输出信号，也可以对这些模块添加虚拟输入，类似DIP开关、按键等，且不占用BRAM资源。VIO核面向模块操作，支持下面4类信号：　　异步输入信号：异步输入信号，由JTAG时钟信号（TCK）钟控，周期地读入PC，结果显示在ChipScopePro分析仪的用户界面。　　同步输入信号：同步输入信号，由设计中的时钟钟控，周期地读入PC，结果显示在ChipScopePro分析仪的用户界面。　　异步输出信号：异步输出信号，由用户在ChipScopePro分析仪中定义，送至周围的逻辑，输出信号

6、的逻辑“1/0”由用户定义。　　同步输出信号：同步输出信号，由用户定义，与系统时钟同步，输出信号的逻辑“1/0”由用户定义。四、ATC2核　　ATC2核由Xilinx和Aglient合作开发，配合Aglient的最新一代的逻辑分析仪使用。ATC2内核结构框图如图9-4所示，可以看成一个可配置的多路复用器，输入为一些信号组，最大可以配置成64个组。　　　　图9-4ATC2结构图　　Agilent逻辑分析仪上运行一个FPGA动态探测器的应用软件，用它可以观察从FPGA输出的信号。　　ATC2实现了FPGA与Aglient逻辑分析仪

7、的联合调试、捕获数据，允许Aglient逻辑分析仪访问FPGA内部任何节点，提供更深的捕获深度，具有更复杂的触发设置，并且支持网络远程调试，功能十分强大。与单独使用ChipScopePro相比，减少了BRAM的使用。　　ATC2与Anlient逻辑分析仪连接，可以为每个信号提供2M的捕获深度，是ILA的60倍。此外，最多允许在FPGA内部添加64个观测信号组，和逻辑分析仪的连接路径最多可达128条。这非常有利于查找设计缺陷。五、IBERT核　　IBERT核用于测量高速串行收发器多条通道上的误码率和实时调整高速串行收发器参数。B

8、ERT核由三部分组成。　　BERT逻辑：BERT逻辑例化RockeTIO收发器模块，包含了模式产生器和检测器。有多种模式可以选择，包括简单的时钟模式、完全伪随机二进制序列（PRBS）模式和帧计数模式。　　动态重配臵端口（DRP）：每个RocketI/O收发器都有一个动态重配臵