FPGA Notes

Situation: 我们平时使用Verilog进行状态机编码时，通常使用parameter对状态名进行定义，这样写Case语句的时候就不会对这一串10摸不着头脑。可是通常这样做的话，在Modelsim里看到的还是一串10，使排错非常困难，特别是在用OneHot编码的时候，就看到一串0中间的一个1 #_# 简直要疯掉。

Question: 我们可不可以像VHDL一样，在仿真的时候看到状态名字，而不仅仅是状态编码呢？

答案当然是可以的拉，事在人为嘛！

Solution1:
另外定义一个reg: state_name，长度根据状态名称长度而改变（状态名称字符数x8）；
在每个状态执行的语句中加入state_name <= "IDLE"; 类似的一句语句；
仿真时添加state_name进行观察，使用ASCII Radix。

Solution2:
使用如下语句：
`ifdef SIMULATION
        parameter S_idle        = "idle  ";
        parameter S_decode      = "decode";
        parameter S_start       = "start ";
        parameter S_wait        = "wait  ";
        parameter state_wid_msb = 47;
`else
        parameter S_idle        = 4'b0001;
        parameter S_decode      = 4'b0010;
        parameter S_start       = 4'b0100;
        parameter S_wait        = 4'b1000;
        parameter state_wid_msb = 3;
`endif

reg    [state_wid_msb:0] state;

只要在仿真的时候`define SIMULATION就可以了。一样用ASCII Radix查看。

参考资料：
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Situation: 在对FPGA设计进行最初步的系统规划的时候，需要进行模块划分，模块接口定义等工作。通常，我们只能在纸上进行设计。虽然在纸上我们可以很随意地书写，而用纸画的不方便就在于，如果对某一个模块进行较大改动，那么常常因为留出的空余纸张不够，而导致拿一张新的白纸重新画一遍。

Question: 我们能不能使用软件进行系统规划呢？

Solution: 答案是可以的。下面以ISE 7.1为例作说明：

SelectMap32要点：

1、SelectMap8和SelectMap32的顺序是相反的，如果一个做了倒序，另一个就不需要了。

2、生成的Bit文件，开头同步字AA 99 55 66 前的0xFFFFFFF是冗余信息，只是为了FPGA配置准备而加的。原来SelectMap8的时候，这4个字节可以提供4个Clock的时间，可是SelectMap32的时候只有一个Clock时间了。因此会导致准备时间不足，配置不成功。因此再加上12个字节的0xFF，变成16个字节，变成了4个Clock时间，基本上就没问题了。

3、当然，不要忘了改Mode Pin:)

4、UG071 P40中也有提到，增加一个CONFIG约束可能有所帮助：
CONFIG CONFIG_MODE=string;
此处string可以是S_SELECTMAP32(Slave SelectMAP32 Mode)或S_SELECTMAP32+READBACK (Slave SelectMAP Mode with Persist set to support Readback and reconfiguration)。

Chipscope的基本体系结构是

JTAG <=> ICON <=> VIO/IBA/ILA/ATC2

ICON
ICON是control模块，最多可带15个ILA

VIO
使用VIO时，要注意in/out方向，in表示显示数据，out表示控制信号

ILA
ILA是chipscope最常用的模块吧。里面有很多容易混淆的词汇。match unit, match type等等，我暂时也还没有完全清楚。

Analyzer
使用ILA设置trigger时，很多术语和ILA相同，不理解就不能按照想象的方式设置触发。
waveform有一个很有用的功能是token。这个功能可以使调试状态机变得格外方便。把state信号设置成token，然后编写tok文件（安装目录下有tok文件的sample，编写很方便，特别是对verilog程序来说，只需要删除/替换一些文字就可以了）
可以说，这个Analyzer用会了的话，比大多数逻辑分析仪使用方便。

BSCAN
设置ICON时会要设置BSCAN。一般情况下保持默认。但是我还是很想搞清楚里面BSCAN模块的连接和数据流向。

Chipscope还可以远程控制：
使用server/client结构。
server上连接测试板，client上运行chipscope analyzer观察调试数据
使用方法：server端运行sc_server.bat文件（在chipscope/bin/nt目录下），client端运行analyzer，在JTAG -> Server Host Setting设置server的ip地址和端口，然后就可以像通常那样使用了。

无论使用HDL flow还是schematic flow，只需要例化IBUFDS,OBUFDS之类的差分缓冲器，就可以使用LVDS了。

例化之后，要定位Pin位置，使用PACE，在IO Standard中选择LVDS33或者LVDS25，还能选择有DCI的版本。定端口时，注意看Datasheet中Pin名字分P/N，这P也要对应buffer中的P，N也要对应N。而且注意同一个bank只能有一个电压标准。

如果用FPGA Editor观察布局布线后的情况，就会发现，FPGA Editor中没有IBUFDS这个Component，这个Buffer是藏在IOB里的，点击到Pin的图块中，可以看到里面有一个Buffer，就起到了IBUFDS这个作用。