应用于不同类型FPGA的多模式调试系统

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应用于不同类型FPGA的多模式调试系统

李文昌, 万理, 阮爱武, 宋子健, 于敦山

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李文昌, 万理, 阮爱武, 宋子健, 于敦山. 应用于不同类型FPGA的多模式调试系统[J]. 电子科技大学学报, 2014, 43(5): 685-690. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2014.05.009

引用本文:

李文昌, 万理, 阮爱武, 宋子健, 于敦山. 应用于不同类型FPGA的多模式调试系统[J]. 电子科技大学学报, 2014, 43(5): 685-690. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2014.05.009

LI Wen-chang, WAN Li, RUA NAi-wu, SONG Zi-jian, YU Dun-shan. Multi-Mode Debugging System for VLSI Designs Using Different Types of FPGAs[J]. Journal of University of Electronic Science and Technology of China, 2014, 43(5): 685-690. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2014.05.009

Citation:

LI Wen-chang, WAN Li, RUA NAi-wu, SONG Zi-jian, YU Dun-shan. Multi-Mode Debugging System for VLSI Designs Using Different Types of FPGAs[J]. Journal of University of Electronic Science and Technology of China, 2014, 43(5): 685-690. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2014.05.009

应用于不同类型FPGA的多模式调试系统

doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2014.05.009

1.
北京大学信息科学技术学院北京海淀区 100871;
2.
电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室成都 610054

作者简介:
李文昌(1974-),男,博士,主要从事可编程器件的设计与测试、电源管理芯片的设计等方面的研究.

中图分类号: TP306

Multi-Mode Debugging System for VLSI Designs Using Different Types of FPGAs

1.
School of Electronics Engineering and Computer Science,Peking University Haidian Beijing 100871;
2.
State key Laboratory of Electronic Thin Films and Integrated Devices,University of Electronic Science and Technology of China Chengdu 610054

摘要: 随着超大规模集成电路(VLSI)以及片上系统(SoC)设计的日益复杂, 基于现场可编程门阵列(FPGA)的硬件仿效成为了必要环节. 为解决逻辑设计下载到基于FPGA的硬件仿效器后内部节点不可视的问题, 提出一种调试系统, 该调试系统使用了RTL级植入调试逻辑的调试方法, 统一的用户界面和软件侧底层接口, 并提供了ELA模式、Scan模式和Snapshot模式. 所有模式均使用统一的外部接口, 使得调试系统同时适用于Altera和Xilinx的FPGA. 实验结果表明, 与SignalTap和ChipScope模式相比, ELA模式消耗几乎相同的资源, 而Scan模式和Snapshot模式会消耗更少的FPGA资源.
- 调试 /
- 现场可编程门阵列 /
- 可视性 /
- Scan模式 /
- Snapshot模式
Abstract: Increasingly complicated very large scale integration (VLSI) design and system-on-chip (SoC) makes Field Programmable Gate Arrays (FPGA)-based emulation necessary. As a design is downloaded into a FPGA-based emulator, invisible internal nodes of the design pose a challenge for design debugging. To address the issue, a RTL-level runtime debugging system is proposed. The user can not only select sample signals, triggering signals and statements in RTL codes, but can change triggering mode or sample window runtime as well. The proposed debugging system supports three debugging modes including embedded logic analyzer (ELA) mode, scan mode and snapshot mode. All debugging modes use a unified external interface in order to make the debugging system suitable for both Altera and Xilinx FPGAs. Experiment results show that the ELA mode consumes nearly the same resources while the scan mode and snapshot mode consumes fewer resources, compared with SignalTap and ChipScope.
- debugging /
- field programmable gate arrays /
- observability /
- Scan mode /
- Snapshot mode

[1]	许佳鹏, 王长鑫, 颜俊伟, 蒋洪灿, 孙志朋, 孔洁, 千奕, 苏弘. CSR外靶径迹探测器的前端电子学升级 . 电子科技大学学报, 2023, 52(4): 562-567. doi: 10.12178/1001-0548.2022306
[2]	范阿冬, 秦晓卫, 戴旭初. 基于矢量处理器的可编程并行MIMO检测器设计 . 电子科技大学学报, 2016, 45(3): 337-343. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2016.02.004
[3]	喻庆东, 周莉, 朱玥, 胡哲琨, 陈杰. 可编程的帧内预测器结构设计与实现 . 电子科技大学学报, 2012, 41(4): 605-610. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2012.04.025
[4]	谢小东, 李平, 范雪, 李文昌, 李威. 支持双向布线结构的一种半定制PLC设计方法 . 电子科技大学学报, 2011, 40(6): 937-940. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2011.06.025
[5]	卢光辉. P帧快速模式选择算法 . 电子科技大学学报, 2010, 39(3): 397-401. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2010.03.016
[6]	王洪, 刘昌忠, 汪学刚, 吴宏刚. S模式前导脉冲检测方法 . 电子科技大学学报, 2010, 39(4): 486-489. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2010.04.002
[7]	赖永秀, 夏阳, 万衡, 雷町, 尧德中. 癫痫发作的两种模式 . 电子科技大学学报, 2010, 39(3): 454-456. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2010.03.029
[8]	罗岚, 秦志光, 万国根, 魏正耀. 分组密码算法认证运算模式的注记及可证安全性 . 电子科技大学学报, 2009, 38(4): 600-604. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2009.04.029
[9]	朱维乐, 钱贵锁, 杨刚, 陈伟. 高速整数开方电路的流水线设计 . 电子科技大学学报, 2008, 37(2): 229-231.
[10]	张海陵, 陈茄, 谭海云. 基于FPGA的模拟信号源系统设计 . 电子科技大学学报, 2006, 35(4): 461-463.
[11]	王林泉, 皮亦鸣, 陈晓宁, 肖欣. 基于FPGA的超高速FFT硬件实现 . 电子科技大学学报, 2005, 34(2): 152-155.
[12]	陈俊, 汪学刚. 高效实时的抽取滤波器的FPGA实现 . 电子科技大学学报, 2005, 34(6): 755-758.
[13]	王宇舟, 金声震. 基于FPGA的高速图像预处理系统设计 . 电子科技大学学报, 2005, 34(1): 12-15.
[14]	郭志勇, 李广军. 基于FPGA的高精度数据采集滤波系统设计 . 电子科技大学学报, 2004, 33(3): 250-253.
[15]	陈新坤, 周东, 余敬东. Manchester编码器的FPGA设计与实现 . 电子科技大学学报, 2003, 32(3): 324-327.
[16]	吕幼新, 郑立岗, 王丽华. 基于多相滤波的宽带数字化接收机技术 . 电子科技大学学报, 2003, 32(2): 133-136.
[17]	何元清, 孙世新, 傅彦. 并行编程模式及分析 . 电子科技大学学报, 2002, 31(2): 173-175.
[18]	陈文宇, 桑楠. 分布式实时计算系统的一种调试方法 . 电子科技大学学报, 2001, 30(5): 503-506.
[19]	黎文, 方伟, 朱维乐. 用于DVD的MPEG2实时解复用器的FPGA设计与实现 . 电子科技大学学报, 2000, 29(2): 118-121.
[20]	邵培基, 黄荣辉. 用Intranet模式改造传统的MIS . 电子科技大学学报, 1999, 28(1): 93-97.

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应用于不同类型FPGA的多模式调试系统

doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2014.05.009

1. 北京大学信息科学技术学院北京海淀区 100871;

2. 电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室成都 610054

作者简介:
李文昌(1974-),男,博士,主要从事可编程器件的设计与测试、电源管理芯片的设计等方面的研究.

收稿日期: 2013-05-03
修回日期: 2014-05-21
刊出日期: 2014-10-15

中图分类号: TP306

关键词:

摘要: 随着超大规模集成电路(VLSI)以及片上系统(SoC)设计的日益复杂, 基于现场可编程门阵列(FPGA)的硬件仿效成为了必要环节. 为解决逻辑设计下载到基于FPGA的硬件仿效器后内部节点不可视的问题, 提出一种调试系统, 该调试系统使用了RTL级植入调试逻辑的调试方法, 统一的用户界面和软件侧底层接口, 并提供了ELA模式、Scan模式和Snapshot模式. 所有模式均使用统一的外部接口, 使得调试系统同时适用于Altera和Xilinx的FPGA. 实验结果表明, 与SignalTap和ChipScope模式相比, ELA模式消耗几乎相同的资源, 而Scan模式和Snapshot模式会消耗更少的FPGA资源.

English Abstract

李文昌, 万理, 阮爱武, 宋子健, 于敦山. 应用于不同类型FPGA的多模式调试系统[J]. 电子科技大学学报, 2014, 43(5): 685-690. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2014.05.009

引用本文:

李文昌, 万理, 阮爱武, 宋子健, 于敦山. 应用于不同类型FPGA的多模式调试系统[J]. 电子科技大学学报, 2014, 43(5): 685-690. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2014.05.009

LI Wen-chang, WAN Li, RUA NAi-wu, SONG Zi-jian, YU Dun-shan. Multi-Mode Debugging System for VLSI Designs Using Different Types of FPGAs[J]. Journal of University of Electronic Science and Technology of China, 2014, 43(5): 685-690. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2014.05.009

Citation:

LI Wen-chang, WAN Li, RUA NAi-wu, SONG Zi-jian, YU Dun-shan. Multi-Mode Debugging System for VLSI Designs Using Different Types of FPGAs[J]. Journal of University of Electronic Science and Technology of China, 2014, 43(5): 685-690. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2014.05.009

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