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1.利用system generator 生成vivado ip—以低通滤波器举例
2.Libero使用点滴（自定义IP核实现）
3.VIVADO IPAXI QUAD SPI
4.FIFO IP核（1）——IP核参数配置
5.VIVADO IPIBERT Ultrascale GTH
6.vivado ILA（在线逻辑分析仪）IP核详解

利用system generator 生成vivado ip—以低通滤波器举例

       利用System Generator生成Vivado IP的自制实例，特别是按键按键针对低通滤波器设计，能显著提升数字信号处理的源码用开发效率。以下步骤将引导你完成一个1MHz通带和1.2MHz阻带的自制低通滤波器IP创建。

       首先，按键按键确保安装了System Generator，源码用网狐源码群通过Matlab命令行启动Simulink。自制创建一个新的按键按键模型，添加信号源模块，源码用设置采样率，自制例如3.Mcps的按键按键WCDMA码速率。

       进入设计，源码用选择Gateway In作为IP输入，自制保持Register默认设置，按键按键滤波器部分是源码用关键。打开FDA Tool，设计一个1MHz截止频率，1.2MHz阻带起点的低通滤波器。接着，使用FIR Compiler设置滤波器参数，如位量化，并选择跟随FDATool量化。

       进行截断处理时，注意控制IP输出位宽。勾选Provide enable port以引入截断使能信号，原始位输出经截断后降为位，可能影响精度，但可以减小数据传输量。查看数据位宽，点击Model菜单的Display > signals&Ports > Ports Data Type。

       在System Generator中，匹配目标FPGA芯片类型，为IP配置输入时钟，例如3.MHz。exagear源码连接所有模块后，进行仿真，观察波形和频谱，如需关注双边谱，对比理论衰减。

       实验结果显示，尽管单级低通滤波器将信号源的无限带宽限制在1MHz，实际衰减与理论预测有差距，可能是由于信号复杂性或滤波器设计的不完全匹配。最后，生成IP，将其存放在指定文件夹，Vivado导入IP的教程网上资源丰富，这里不再详述。

Libero使用点滴（自定义IP核实现）

       探索Libero自定义IP核的实战之旅</

       在进行Microsemi Smartfusion2 FPGA项目的开发时，我遇到了Libero这款工具的使用挑战。作为Xilinx Vivado的资深用户，我本想无缝迁移已有的模块，然而，由于国内对Libero的使用相对较少，能找到的资料较为陈旧，我决定记录下这个过程，希望能为同样在摸索中的你提供一些宝贵的实践经验。

       模块复用的关键：封装自定义IP</

       在Libero中，自定义IP核的复用是项目迁移的核心。首先，让我们从创建HDL文件开始。无配置参数的IP核生成相对直接，只需在Design Flow中创建HDL文件，然后通过图形化界面直接拖拽或右键例化。对于带参数的IP核，右键选择"Edit Core Definition"，配置端口和参数，源码租用最后例化即可。值得注意的是，为了生成可重用的模块，需要在项目设置中启用"Block Creation"，经过综合、布局布线并发布，得到的.cxz文件可直接导入到工程中。导出时，布局布线版本仅适用于同FPGA工程，而网表版本则适用于所有项目。

       模块复用的实践操作</

       每个工程都可以通过.cxz文件实现模块复用，但在导入时，务必确保所有相关自定义模块的.cxz和.cxf文件都被包含，否则可能会遇到找不到模块的问题。如图所示，绿色方框代表.cxf文件，**方框代表已综合的.cxz文件。

       参考资料</

Libero SoC Design Flow User Guide</

UG User Guide SmartDesign Libero SoC v.3</

       尽管Libero的学习曲线可能较为陡峭，但只要耐心探索，你会发现自己可以逐步掌握这个工具，并成功地将已有模块移植到Smartfusion2 FPGA项目中。希望这些经验能帮助你节省时间，顺利进行项目开发。

VIVADO IPAXI QUAD SPI

       本文记录了关于VIVADO IP核AXI QUAD SPI的部分使用和配置方式，主要参考了IP手册PG。该IP核功能较为简单，本文仅记录了使用到的部分。AXI Quad SPI内核将AXI4接口连接到支持标准、双或四SPI协议指令集的SPI从设备，为主机和从机之间的数据交换提供了简单的方法。内核在标准SPI模式下配置时，是一个全双工同步通道，支持主机和选定从机之间的JDBCInputFormat源码四线接口。当配置为Dual/Quad SPI模式时，该内核支持用于与外部存储器连接的额外引脚，这些引脚的使用取决于控制寄存器的设置和使用的命令。

       在不同配置模式下，参数情况和频率限制有所不同。当外部SPI时钟过慢时，建议使用FIFO深度，以适应频率在到范围内的情况。AXI Quad SPI内核支持的命令在XIP模式下特别有用，它允许直接以内存形式访问flash数据，简化了软件访问方式，特别适用于读取操作。

       本文还介绍了IP核的配置选项，包括AXI接口选项、性能模式、SPI选项和模式设置等。在配置时，需要根据具体需求选择合适的参数，如模式、数据宽度、频率比例等。在软件复位、SPI控制、SPI状态、数据发送和接收、从设备选择、FIFO数据数量和中断功能等方面，需要正确设置寄存器值。

       在寄存器映射中，每个寄存器都有特定的功能，如软件复位、SPI控制、状态读取、cypress源码数据发送和接收、从设备选择等。正确配置这些寄存器对于IP核的正常工作至关重要。

       在IP仿真例程中，提供了写操作和读操作的详细流程，以帮助理解和验证配置。写操作包括对从设备选择寄存器的写入、数据发送、中断信号触发和中断状态复位等步骤。读操作则涉及到数据读取和中断状态管理。

       最后，通过AXI流量生成器产生的发送和接收命令，进行了测试。测试中发现，由于发送FIFO深度限制和传输事务宽度设置，导致写操作时只能发送前个数据。在读操作中，由于SPI设置了环回模式，发送和接收数据在同一端口，测试结果表明了正确读取了写入的数据。

FIFO IP核（1）——IP核参数配置

       在Vivado的IP Catalog中选择FIFO Generator IP核，打开参数配置界面。

       配置FIFO的基本参数，包括接口类型、时钟类型和资源类型。尽管不同资源能提供多种选择，但需注意类型不同可能导致功能受限，如Built-in FIF资源组成的异步FIFO，仅支持特定数据宽度的读、写操作。

       调整FIFO接口参数，设置读模式（标准模式或先入先出模式），配置数据接口的位宽和深度。根据需要选择是否启用ECC和输出寄存器，以及初始化设置。

       根据实际应用需求，设置状态信号接口，利用Programmable Flags自定义FIFO缓存深度的信号，用于设定半满或半空信号。

       选择是否配置计数端口以监控FIFO已缓存数据深度。查看设置参数总览，了解资源消耗、宽度、深度、读延迟等关键信息。

       生成FIFO IP核后，接口包括：wr_clk（写时钟）、rd_clk（读时钟）、din（数据输入端口）、wr_en（写使能信号）、rd_en（读使能信号）、dout（数据输出端口）、full（满标志）、empty（空标志）、almost_full（几乎满标志）、almost_empty（几乎空标志）、valid（有效数据标志）、rd_data_count（读计数）、wr_data_count（写计数）、overflow（写溢出标记）和underflow（读溢出标记）。

VIVADO IPIBERT Ultrascale GTH

       本文详细记录了VIVADO IP核IBERT Ultrascale GTH的使用过程，主要参考IP手册PG中的相关介绍以及GT中的实例使用。

       IBERT Ultrascale GTH与In-System IBERT的功能基本相似，但也有一些不同之处，将在后续内容中详细说明。In-System IBERT的相关文章可以参考。

       该IP可以通过访问PMA属性和端口绘制眼睛扫描图。GTH/GTY收发器的PMA特性是支持和可控的，包括：

       而部分PCS的特性IP不支持查看，包括：

       除了上述提到的In-System IBERT不支持的内容外，其他内容与In-System IBERT一致。

       系统的最大时钟频率为 MHz，且设计会自动将任何输入的系统时钟进行分频以满足此约束。

       系统时钟可以由FPGA引脚选择，也可以由GTH收发器的专用REFCLK输入选择。如果系统时钟运行速度超过 MHz，则使用MMCM进行内部分频。系统时钟用于核心通信，并作为系统测量的参考。

       IBERT Ultrascale GTH与In-System IBERT在实际使用上有几个明显的不同点：

       在功能上，有几个需要特别提到的：

       IBERT Ultrascale GTH的配置非常简单，只有几项。

       以下是IBERT Ultrascale GTH与UltraScale FPGAs Transceivers Wizard配置的对应关系，具体内容在手册中未提及，参考社区回答得到：

       从图中可以看出，IBERT Ultrascale GTH中的参考时钟对应实际的参考时钟，由于无法支持小数分频，因此在. Gb/s的线速情况下无法选择 MHz的参考时钟。

       那么如何根据实际的参考时钟来选择线速呢？根据UG，线速的计算公式如下：

       参数M、D和N都是整数，其中M和D的最小值为1，N的最大值为。

       因此可以根据公式尽可能选择与实际所需线速接近的值，当然也要注意PLL支持的范围（具体芯片对应的参数需要参考对应的DC/AC手册，例如Zynq UltraScale+ MPSoC对应的DS）。

       PG由于建议使用QPLL进行8 Gb/s以上的线速，因此可以为0.5 Gb/s至.3 Gb/s范围内的每个线速选择QPLL/CPLL。

       这里我们配置为.5 Gb/s，采用 MHz的参考时钟。

       这里的配置与UltraScale FPGAs Transceivers Wizard的RX Advanced一致，包括均衡方式以及端接电压等配置，更详细的内容可以在UG中找到。

       在protocol definition中可以实例化多个协议，从而在选择中可以有多个选项。这里主要是确定参考时钟源，需要与硬件设计对应。

       选择Add RXOUTCLK Probes可以用Quad对应的某个lane驱动一个/对输出引脚。

       采用例程进行验证，原理图如下：

       系统时钟根据设置由参考时钟MGTREFCLK1分出。

       正常下载后，可以看到链路状态（In-System IBERT不支持，需要使用VIO来查看链路状态）。

       使用Auto-detect Links可以检测链路状态。

       可以提供误码率检测，实时速率显示，并且可以设置PRBS类型，以及环回模式（In-System IBERT不支持，需要通过配置GT修改）。

       选定链路使用create scan可以查看眼图。

       关于眼图相关的内容，可以参考之前的文章。

       其他内容未提及。

vivado ILA（在线逻辑分析仪）IP核详解

       逻辑分析仪（ILA）是监测内部信号设计的重要工具。ILA核心具备现代逻辑分析仪的多种功能，如BOOL触发器方程和Trigger转换触发器。与被监视端口同步，设计的所有时钟约束同样适用于ILA组件。

       ILA IP核通过时钟与输入探针连接，信号以设计速度深度采样并存储于BRAM。调试核心集线器通过自动实例化进行通信，连接至FPGA的JTAG接口。在设计加载至FPGA后，通过Vivado逻辑分析器软件设置测量触发事件。触发后，样本缓冲区填充并上传至Vivado逻辑分析器，用户可使用波形窗口查看数据。

       每个探针输入端配备触发比较器，支持多种操作，如=、!=、x0xx模式、边缘检测（R、F、B、N）以及复杂比较（>、<、≥、≤）。比较器运行时通过Vivado逻辑分析器配置，操作符选择在“Operator”中设置。

       触发条件由ILA Probe触发比较器的布尔运算（AND或OR）计算得出。在Vivado逻辑分析器中，用户选择AND或OR，设置“AND”时，仅在所有探测比较满足时触发采样，“OR”时，任意探测比较满足即可。

       ILA核心可配置为支持个探针，每个宽度范围1至。探针端口应连接至用户设计信号，以便运行期间监控。

       设计时钟端口（clk）驱动触发和存储逻辑。探针（probe）输入端口支持宽度1至的向量声明。trig_out输出端口根据触发条件或外部trig_in端口生成。trig_in端口用于处理器系统，如Zynq- AP SoC的嵌入式交叉触发，允许创建级联触发器链。

       ILA参数描述包括组件名称、探针数量、存储深度、探针宽度、触发功能启用、输入管道阶段、捕获限定符、高级触发器选项、所有探针相同匹配单元、每个探针匹配单元数量、触发类型，以及比较值单元数量限制（最大）。这些参数允许用户自定义ILA功能和性能。

       创建步骤包括选择组件名称、配置探针参数、设置存储深度和宽度、启用触发功能、选择输入管道阶段、启用捕获限定符、选择高级触发器选项、设置匹配单元数量、定义触发类型，以及确保时钟路径约束适当。最后，通过XDC文件约束ILA内核，包含适当的假路径约束，防止时钟域跨越同步路径的过度约束。连接到ILA内核CLK输入端口的时钟信号也应受到适当限制。