SignalTap的使用方法及工具下载

我们什么时候会用到signalTap呢？当代码经过仿真没有问题，但加载到FPGA电路板后，发现功能不正确时，我们就可以用signalTap工具进行分析，它的作用就类似于一个数字逻辑分析仪。利用signaltap基本上可以代替数字逻辑分析仪了，它是quartus里最常用的工具，同学们必须熟练使用这个工具。

1. SignalTapII原理

在使用signalTap前，我们先理解一下SignalTap的原理，这样就助于理解每个参数。

如下图所示，我们想观察一组信号，我们称之为“被测信号”（可以是多个），同时我们指定一个采样时钟。

现在我们想看这个被测信号，在其下降沿前后几个时钟内，被测信号的值是多少。那么“下降沿”就是触发条件。

当满足触发条件时，signaltap会将触发条件前后，时钟上升沿时的所有信号值保存到一个RAM当中。

我们可以指定触发条件前后采多少个样点。如果RAM比较大，那么可以保存的数据就比较多。如果RAM比较小，那么保存的数据自然少。（因此RAM大小决定了观察数据的多少）。

SignalTap将数据保存到RAM后，将读出RAM中的数据，然后逐个在显示器中显示出来（因此SignalTap看到的都是理想的，没有毛刺的信号）。

2. 打开SignalTapII

打开Quartus后，在菜单栏中，选择“Tools”->”SignalTal II Logic Analyzer”，就可以打开SignalTap工具。如下图：

3. 界面介绍

上面是SignalTap的界面，我们按照使用顺序简述地介绍每个部分功能。

红色标号1：下载线选择，点击setup选择硬件的USB接口

红色标号2：硬件检测，扫描有没有FPGA硬件。

红色标号3：选择工程配置文件。可以将综合后的sof文件加载进来

红色标号4：正式加载sof工程文件

红色标号5：设置采样时钟

红色标号6：设置RAM的大小

红色标号7：选择要观察的信号，并且设置触发条件

红色标号8：开始运行，等待触发条件满足后显示波形

红色标号9：这里可以观察FPGA资源使用情况。如果资源多于FPGA本身的资源，综合时会报错。

4. SignalTapII使用步骤

a 选择下载线、fpga芯片型号、工程配置文件

b 设置采样时钟、采样深度

这里我们选择内部pll的输出信号c1作为采样时钟，注意采样时钟不一定是工程里的时钟，内部任何信号都可以是采样时钟。

这里我们将采样深度设置为128个。也就是我们总共能看到128采样点的数据。

c 选择采样信号

在setup窗口中，双击空白地方，弹出如下界面

红色框是选择哪个阶段的信号，例如是综合前、综合后等，因为综合时会优化，有些信号可能就找不到了。我们一般选择pre-synthesis或Design Entry(all name)。

在Nodes Found选择我们要观察的信号，添加到右边框即可。

我们这里选择key_col和rst_n信号来观察。

d 设置触发条件

选择好信号后，设置触发条件。

同学们可以观察到trigger Conditions一列，key_col的值为xh，rst_n的值为don’t care。这意味着只要一观察，立刻捕获信号。

在trigger Conditions一列中，右击rst_n那个位置，将有6个选择。

don’t care：表示不关心，也就是说这个信号的值不影响触发条件。

Low :表示为0时触发，也就是说触发条件包括该信号的值为0.

Falling Edge：下降沿触发。即该信号的下降沿是触发条件

Rising Edge：上升沿触发。

High：给为1时触发

Either Edge：双沿触发，即有变化时触发。

以上是对一个信号的触发。如果触发条件包含多个信号，如下图所示：

此时的触发条件是：当rst_n为上升沿并且key_col为F。注意，这里是“与”的关系，很多同学会误认为是“或”的关系。

e 点击“Run Analysis”按钮，开始抓波形

f 观看结果

如果触发条件成立，则可在Data窗口观察到采样波形，此处是某一工程的采样结果，可以看到，其与modelsim波形是很相似的。

点击波形，则可以放大波形观看；右击波形，则是缩小波形。

SignalTap工具的使用方法就介绍到这里，接下来明德扬的点拨FPGA课程提供了几个SignalTap的练习，同学们通过练习熟悉掌握SignalTap。