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Vivado Waveform功能使用技巧详解

电子设计 ? 2021-01-03 09:22 ? 次阅读

使用波形配置文件

Vivado Simulator允许用户自定义波形显示方式,当前的显示状态称作波形配置。波形配置可以保存为WCFG文件,供以后使用。一个波形配置对应一个Wave窗口,没有保存的波形配置显示为untitled。打开仿真后,File菜单中有与波形配置相关的指令:

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这些控制功能依次是:

  • New Waveform Configuration:创建一个新的波形配置,Vivado会打开一个新波形窗口,但是不包含任何HDL对象,设计者从Scope或Object窗口中人工添加;
  • Open Waveform Configuration:打开配置文件同时打开一个波形窗口,会显示存储在WCFG文件中对象的波形数据;
  • Saving a Wave Configuration:保存当前波形配置到WCFG文件中。

如果关闭了仿真,下次需要使用是只是想查看上次仿真的结果,而不是重新运行仿真,点击Flow菜单下的Open Static Simulation,选择WDB文件即可(在project.sim/sim_1/behav路径下)。静态仿真模式下,Vivado Simulator会从WDB文件中读取数据并显示。

运行仿真过程中,会将显示的HDL对象的波形活动、Sope窗口中的对象、Objects窗口中的对象存储到WDB文件中。但注意,Vivado不能打开2014.3版本之前创建的WDB文件。

窗口对象(wave object)

向波形配置中添加一个HDL对象,其实并不是直接添加该对象,Vivado会创建一个窗口对象,该对象与HDL对象有联系也有区别。借助此特性,一个HDL对象可以创建多个与其相关的窗口对象,且每个窗口对象的显示设置可以不同。比如一个用16进制显示,另一个用10进制显示。

由HDL对象而来的窗口对象称作设计窗口对象,除此之外,还有其它的对象类型:隔离带(divider)、群组(group)、虚拟总线(virtual buses)。这些对象都是为了提高观察波形的便捷性,前两者示例如下图。虚拟总线是将多个信号组合为一个总线显示。

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波形窗口中包含Name、Value和波形三部分。

  • Name默认显示为short形式,右键菜单中Rename指令可以创建custom名称,Name指令选择显示方式为short、long(显示对象所处层次路径)或custom。
  • Value根据格式和基数设置显示方式不同,注意波形窗口中的radix和Objects窗口中的radix设置只作用于各自的窗口。

默认Value显示的基数为16进制,想要改变默认设置,在波形窗口中点击Settings,选择一个Radix:

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顺便再介绍下其它设置选项实现的功能效果:

  • Elide Setting:如果信号名字太长无法完整显示,该选项设置从哪边开始省略字符显示,包括left、middle和right。
  • Draw Waveform Shadow:选中,波形显示会带有阴影效果。
  • Show signal indices:选中,波形对象的Name左侧会显示对应的行数,并且可以拖动行数之间的横线来改变波形对象的高度。
  • Show grid lines:选中,波形窗口中会显示网格线。
  • Snap to Transition/Floating Ruler:与测量有关,具体在下文介绍。

在选中对象的右键菜单->Radix中可以设置单个信号的基数(应与该信号的本质相符),常见的基数已经非常熟悉。Radix还可以选择为Real,设计者可以在Real Setting中设置Value按指定的定点数或浮点数格式显示,提供了极大的便利性。

该功能非常实用,比如CORDIC IP核在计算arctan函数时,输出数据为带符号、小数点从MSB三位后的格式,只需要在这里设置相应格式,就可以直接显示为-pi~pi的范围,而不需要人工计算。

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设置模拟波形显示方式

有时总线数据用模拟波形的方式观察更直观,但注意信号的Radix设置必须符合其本质,才能显示正确的波形。比如一个总线数据按带符号二进制补码编码,Radix必须设置为一种带符号格式;如果一个数据为浮点数格式,必须选择real并做正确的设置。

在对象右键->Waveform Style,可选择模拟(Analog)或数字(Digital)显示方式,Anolog Settings中可以设置模拟波形的显示方式。注意:模拟显示仅支持位宽不超过64Bits的总线。

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下面介绍一下各选项的设置方法和效果:

  • Row Height:规定选中对象的显示高度,单位为像素点数目,相当于收缩或拉伸波形的高度(digital显示方式高度为20,analog显示高度默认为100)。
  • Y Range:规定波形区域的数值显示范围。Auto模式下根据当前的仿真时间内的值自动选择范围,且会随时间更新;Fixed设置固定的显示范围。
  • Interpolation Style:设置将数据点连成线的插值方式,Liner表示线性插值,Hold表示保持插值,两个点之间的数据会保持前一个点的数据值。
  • Off Scale:设置超出显示范围的波形该如何处理,Hide会隐藏超出范围的部分,Clip会超出范围为的部分限制在最大值/最小值(即削顶),overlap在超出范围时仍然会显示波形,但是波形会叠在其它波形对象上。
  • Horizontal Line:选中会在指定值处画一条水平线。

此外,某些总线信号的有效顺序可能与定义的Bit顺序相反,可以在右键菜单中选择“Reverse bit order”交换总线Bit顺序,如bus[7:0]交换后为bit[0:7],信号的值和波形也会跟着改变。

在时间刻度上右键,可以设置显示时间的方式,包括fs、ps、ns、us、ms、s,Auto会自动选择最适合的单位,Default表示HDL设计中规定的仿真精度。此外还有Samples以离散采样数值的方式显示,User为用户自定义的时间单位,但这两个设置对HDL无效。

观察波形辅助工具

上文提到窗口对象中还包括如下三类,来帮助设计观察仿真结果:

  • Group:一个Group相当于一个容器,将相关的波形对象组合在一个文件夹中。选中想要添加的对象,右键->New Group即可建立一个新组。注意选中group后delete会删除掉该组和内部所有的对象,如果只是想解散组,使用右键菜单中的Ungroup。
  • Divider:divider用来隔离不同的HDL对象,点击信号的右键菜单中->New Divider,会在其下方创建一条隔离带,delete即可删除。
  • Virtual Bus:可以将多个标量或向量组合在一起作为虚拟总线显示,按顺序选中要添加的对象,右键->New Virtual Bus。同样delete会删除掉虚拟总线所有对象,仅删除虚拟总线应使用Ungroup。

除此之外,Vivado还提供了一些其它特性帮助设计者分析波形中的数据:

1.光标

在波形上单击,会出现黄色的光标,称之为主光标;按住Shift键,再在另一个地方点击,会出现第二个光标,称之为辅助光标(虚线,会替换原主光标所在位置)。顶部会显示每个光标所处的时间点,底部有刻度尺且显示两者之间的时间差(显示刻度尺需要在设置中选中Floating Ruler)。单击波形窗口的任意地方,即可隐藏辅助光标。

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如果设置中选中了Snap to Transition,拖动光标过程中会有一个根据数据转换状态变换的圈(不选中该功能始终为空心圈,不会变化)。空心圈○表示光标处在信号的两个过度点之间(过度点即为值发生改变的点);实心圈●表示光标位于过度点处或标记(marker)上。如下图所示:

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通过此功能,设计者即可准确地将光标置于信号的边缘处。波形窗口工具栏中还有Previous Transition和Next Transition两个功能,可以改变光标位置到选定对象的前一个或后一个过度点。可以同时选中多个对象。

2.标记

标记(Marker)用来指示波形中设计者关心的重大事件,可以对与标记事件相关的时间进行测量。在窗口工具栏中点击Add Marker(如下图红框)添加标记,自动测量并显示标记与光标之间的时间差。

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标记同样支持Snap to Transition功能,让设计者可以准确地标记信号边缘。在标记上右键,选中Delete Marke**r或**Delete All Markers即可删除标记。底部也会显示时间刻度尺辅助时间测量,0时刻从辅助光标开始,如果没有辅助光标会从选中的Marker处开始。

3.查找功能

右键菜单中Find/Find Value可分别用于查找某一对象或者选中对象中的特定值。空白框中输入带查找字符串,必须与设置的Radix相符,否则编辑框会变为红色提示错误(如十六进制就只能输入0-F)。

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句号的点‘.’相当于通配符,如查找“1.2”,便会找到102、112等等。Match用于设置匹配模式,Beginning、End(以查找内容为开头或结尾)或Exact(精确值)。Previous和Next在结果之间切换,如果没有找到工具条会显示“Value not found”。

编辑:hfy


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HDLO-3416 四字符6.9毫米(0.27英寸)智能5x7字母数字显示器

这是一个5x7点矩阵显示器,带有四个0.27“高字符,由板载CMOS IC驱动.IC存储和解码7位ASCII数据并轻松显示读取5x7字体。复用电路和驱动器包含在IC中,使显示器与基于总线的微处理器系统接口简单。显示器的地址和数据输入可以直接连接到微处理器地址和数据总线。与HDLX-2416系列相关,因此与HPDL-2416分段显示器共享相同的增强功能。这些功能包括支持全128字符US ASCII字符集,8级调光控制,外部硬件调光功能和数字消隐。对于那些希望与竞争显示兼容的设计人员,存在扩展功能禁用。此功能禁用调光和数字消隐控制。 功能 内置RAM,ASCII解码器和LED Driv er 软件控制调光和消隐 128 ASCII字符集可堆叠宽工作温度-40degC至85degC 波形可焊接宽视角(典型值50deg)...
发表于 07-04 11:23 ? 122次 阅读
HDLO-3416 四字符6.9毫米(0.27英寸)智能5x7字母数字显示器

HDLY-3416 四字符6.9毫米(0.27英寸)智能5x7字母数字显示器

这是一个5x7点矩阵显示器,带有四个0.27“高字符,由板载CMOS IC驱动.IC存储和解码7位ASCII数据并轻松显示读取5x7字体。复用电路和驱动器包含在IC中,使显示器与基于总线的微处理器系统接口简单。显示器的地址和数据输入可以直接连接到微处理器地址和数据总线。与HDLX-2416系列相关,因此与HPDL-2416分段显示器共享相同的增强功能。这些功能包括支持全128字符US ASCII字符集,8级调光控制,外部硬件调光功能和数字消隐。对于那些希望与竞争显示兼容的设计人员,存在扩展功能禁用。此功能禁用调光和数字消隐控制。 功能 内置RAM,ASCII解码器和LED Driv er 软件控制的调光和消隐 128 ASCII字符集结束可堆叠分类用于发光强度(类似类别的使用产生均匀显示)宽工作温度-40degC至85degC 波形可焊接宽视角(典型50deg)...
发表于 07-04 11:22 ? 58次 阅读
HDLY-3416 四字符6.9毫米(0.27英寸)智能5x7字母数字显示器

HDSP-2533 八字5毫米智能字母数字显示屏

HDSP-2533非常适合需要以美学方式显示八个或更多字符阵列的应用。该设备是一个8位,5x7点阵,字母数字显示器。 5.0毫米(0.2英寸)高字符封装在0.300毫米(7.62英寸)30针DIP中。板载CMOS IC能够解码128个ASCII字符,这些字符永久存储在ROM中。此外,16个可编程符号可以存储在板载RAM中。七个亮度级别提供调整显示强度和功耗的多功能性。 HDSP-2533专为标准微处理器接口技术而设计。通过双向8位数据总线访问显示和特殊功能。 功能 XY Stackable 128字符ASCII解码器 可编程功能 16用户可定义字符 多级调光和消隐 TTL兼容CMOS IC 波形可焊接 应用 航空电子设备 计算机外围设备 工业仪器 医疗设备 便携式数据录入设备 电信设备 测试设备...
发表于 07-04 11:22 ? 211次 阅读
HDSP-2533 八字5毫米智能字母数字显示屏

AFBR-0547Z 用于AFBR-1629Z和AFBR-2529Z DC至50MBd 650nm多功能链路的AFBR-0547Z评估套件

AFBR-1629Z / AFBR-2529Z的基本评估板包含无源元件和SMA连接器,用于TX输入(TXD)和RX输出(RXD端口连接。 该评估板允许用户使用TTL输入信号将波形/模式发生器连接到TXD。可以使用示波器使用500欧姆输入设置从RXD或RXout监视接收器的输出信号。 AFBR-1624Z / AFBR-2624Z(输入高电平时输出高电平)和AFBR-1629Z / AFBR-2529Z(输入高电平时输出低电平)的逻辑反转。 功能 AFBR-0547Z评估套件包括: 评估板 AFBR-1629Z和AFBR-2529Z单元 AFBR-1629Z / AFBR-2529Z数据表 HFBR-RNS001Z 1m单工POF纤维 用户指南文件...
发表于 07-04 11:12 ? 99次 阅读
AFBR-0547Z 用于AFBR-1629Z和AFBR-2529Z DC至50MBd 650nm多功能链路的AFBR-0547Z评估套件

AFBR-0546Z 用于AFBR-1624Z和AFBR-2624Z DC至50MBd 650nm多功能链路的AFBR-0546Z评估套件

AFBR-1624Z / AFBR-2624Z的基本评估板包含无源元件和SMA连接器,用于TX输入(TXD)和RX输出(RXD端口连接。 此评估板允许用户使用TTL输入信号将波形/码型发生器连接到TXD。可以使用示波器使用500欧姆输入设置从RXD或RXout监控接收器的输出信号。 AFBR-1624Z / AFBR-2624Z(输入高电平时输出高电平)和AFBR-1629Z / AFBR-2529Z(输入高电平时输出低电平)的逻辑反转。  功能 AFBR-0546Z评估套件包括: 评估板 AFBR-1624Z和AFBR-2624Z单元 AFBR-1624Z / AFBR-2624Z数据表 HFBR-RNS001Z 1m单工POF纤维 用户指南文件...
发表于 07-04 11:11 ? 71次 阅读
AFBR-0546Z 用于AFBR-1624Z和AFBR-2624Z DC至50MBd 650nm多功能链路的AFBR-0546Z评估套件

HFBR-2505CZ 适用于INTERBUS-S应用的2 MBd光接收器,1x4,符合RoHS标准

所有HFBR-X5X5XZ系列变送器和接收器均采用低成本,双列直插式封装,由高强度,耐热,耐化学腐蚀和UL 94 VO( UL文件#E121562)阻燃塑料。浅灰色连接器端口可轻松识别发射器。接收器很容易通过深灰色连接器端口识别。该封装专为自动插入和波峰焊接而设计,因此非常适合大批量生产应用。特性 符合工业SERCOS,PROFIBUS和INTERBUS-S标准 SMA和ST®端口 650 nm波长技术 指定用于1 mm塑料光纤和200μm硬包层硅胶 可自动插入和波形焊接 DC– 10 MBd数据速率 符合RoHS标准...
发表于 07-04 11:05 ? 172次 阅读
HFBR-2505CZ 适用于INTERBUS-S应用的2 MBd光接收器,1x4,符合RoHS标准

HFBR-1505AZ 适用于SERCOS应用的10 MBd光发送器,1x4,符合RoHS标准

所有HFBR-X5X5XZ系列变送器和接收器均采用低成本,双列直插式封装,由高强度,耐热,耐化学腐蚀和UL 94 VO( UL文件#E121562)阻燃塑料。浅灰色连接器端口可轻松识别发射器。接收器很容易通过深灰色连接器端口识别。该封装专为自动插入和波峰焊接而设计,因此非常适合大批量生产应用。特性 符合工业SERCOS,PROFIBUS和INTERBUS-S标准 SMA和ST®端口 650 nm波长技术 指定用于1 mm塑料光纤和200μm硬包层硅胶 可自动插入和波形焊接 DC– 10 MBd数据速率 符合RoHS标准...
发表于 07-04 11:04 ? 176次 阅读
HFBR-1505AZ 适用于SERCOS应用的10 MBd光发送器,1x4,符合RoHS标准

HFBR-2515BZ 适用于PROFIBUS应用的10 MBd光接收器,1x4,符合RoHS标准

所有HFBR-X5X5XZ系列变送器和接收器均采用低成本,双列直插式封装,由高强度,耐热,耐化学腐蚀和UL 94 VO( UL文件#E121562)阻燃塑料。浅灰色连接器端口可轻松识别发射器。接收器很容易通过深灰色连接器端口识别。该封装专为自动插入和波峰焊接而设计,因此非常适合大批量生产应用。特性 符合工业SERCOS,PROFIBUS和INTERBUS-S标准 SMA和ST®端口 650 nm波长技术 指定用于1 mm塑料光纤和200μm硬包层硅胶 可自动插入和波形焊接 DC– 10 MBd数据速率 符合RoHS标准...
发表于 07-04 11:04 ? 337次 阅读
HFBR-2515BZ 适用于PROFIBUS应用的10 MBd光接收器,1x4,符合RoHS标准

HFBR-1505CZ 用于INTERBUS-S应用的2 MBd光发送器,1x4,符合RoHS标准

所有HFBR-X5X5XZ系列变送器和接收器均采用低成本,双列直插式封装,由高强度,耐热,耐化学腐蚀和UL 94 VO( UL文件#E121562)阻燃塑料。浅灰色连接器端口可轻松识别发射器。接收器很容易通过深灰色连接器端口识别。该封装专为自动插入和波峰焊接而设计,因此非常适合大批量生产应用。特性 符合工业SERCOS,PROFIBUS和INTERBUS-S标准 SMA和ST®端口 650 nm波长技术 指定用于1 mm塑料光纤和200μm硬包层硅胶 可自动插入和波形焊接 DC– 10 MBd数据速率 符合RoHS标准...
发表于 07-04 11:04 ? 185次 阅读
HFBR-1505CZ 用于INTERBUS-S应用的2 MBd光发送器,1x4,符合RoHS标准

SP000063871 SFH757 - 100MBd发射器

SFH757是一款低成本发射器,用于使用聚合物光纤进行简单的光学数据传输。这款非常坚固的650nm LED可用于高达100MBd的速度。 透明塑料封装有一个孔径,2.2mm光纤端可以插入并用胶水固定。这种简单的耦合方法极具成本效益。特性 低成本650nm发射器,带高速LED 透明封装,带集成透镜和裸露光圈光纤插入 2.2 mm光圈可容纳标准聚合物光纤  可自动插入和波形可焊接 符合RoHS标准 应用 EMI关键环境中的工业控制系统 高压隔离,例如用于IGBT控制,轻型保护等。...
发表于 07-04 11:02 ? 80次 阅读
SP000063871 SFH757  -  100MBd发射器

HFBR-2416MZ 用于工业应用的光接收器,带金属ST端口,符合RoHS标准

HFBR-0400Z系列组件旨在为工业,发电,配电,医疗,运输和游戏应用提供经济高效的高性能光纤通信链路。 HFBR-2416xxZ光纤接收器系列设计用于Broadcom HFBR-14x4Z光纤发射器系列,最高可达160MBd。该部分的特征在于50 /125μm,62.5 /125μm,100 /140μm,和200μm的HCS®光纤电缆。 此产品还有其他流行的行业标准连接器:SMA。 功能 符合IEEE 802.3以太网和802.5令牌环标准 低成本接收器 数据速率高达160MBd 链路距离高达2.7km 使用50/125指定µ m,62.5 / 125µ m,100/140µ m和200 mm HCS Fiber 宽工作温度范围-40C至+ 85C 独特的光端口设计高效耦合 可自动插入和波形可焊接 无需安装硬件板 选项: - HFBR-2416MZ(金属ST端口) - HFBR-2416TCZ(导电ST螺纹端口) - HFBR-2416TZ(塑料ST螺纹端口) - HFBR-2416Z(塑料ST端口) 金属和导电端口的优势: 如果机箱暴露在电气噪声中,请保持信号接地的完整性。此外,当金属和导电端口与良好接地的机箱良好电接触时,它可以为电噪声电路提供额外的EMI屏蔽。...
发表于 07-04 11:01 ? 351次 阅读
HFBR-2416MZ 用于工业应用的光接收器,带金属ST端口,符合RoHS标准

SP000063802 SFH756 - 10MBd发射器

SFH756是一款低成本发射器,用于使用聚合物光纤进行简单的光学数据传输。 650nm LED允许速度高达10MBd。 透明塑料封装有一个孔径,2.2mm光纤端可以插入并用胶水固定。这种简单的耦合方法极具成本效益。特性 低成本650nm发射器LED 带有集成透镜和光圈的透明封装,用于裸光纤插入 2.2 mm光圈可容纳标准聚合物光纤  可自动插入和波形可焊接 符合RoHS标准 应用 EMI关键环境中的工业控制系统 高压隔离,例如用于IGBT控制,轻型保护等。...
发表于 07-04 09:46 ? 71次 阅读
SP000063802 SFH756  -  10MBd发射器

HFBR-1515BZ 适用于PROFIBUS应用的10 MBd光发送器,1x4,符合RoHS标准

所有HFBR-X5X5XZ系列变送器和接收器均采用低成本,双列直插式封装,由高强度,耐热,耐化学腐蚀和UL 94 VO( UL文件#E121562)阻燃塑料。浅灰色连接器端口可轻松识别发射器。接收器很容易通过深灰色连接器端口识别。该封装专为自动插入和波峰焊接而设计,因此非常适合大批量生产应用。特性 符合工业SERCOS,PROFIBUS和INTERBUS-S标准 SMA和ST®端口 650 nm波长技术 指定用于1 mm塑料光纤和200μm硬包层硅胶 可自动插入和波形焊接 DC– 10 MBd数据速率 符合RoHS标准...
发表于 07-04 09:46 ? 166次 阅读
HFBR-1515BZ 适用于PROFIBUS应用的10 MBd光发送器,1x4,符合RoHS标准

SP000063814 SFH756V - 带直接光纤连接器的10MBd发射器

SFH756V是一款低成本发射器,用于使用聚合物光纤进行简单的光学数据传输。 650nm LED可实现高达10MBd的速度。 V型外壳可通过轴向锁定螺丝轻松连接未连接的2.2mm塑料光纤。功能 低成本650nm发射器LED 带有轴向锁定螺钉的V型外壳,便于2.2mm塑料纤维的光纤耦合 模制微透镜,实现高效耦合 轻质外壳,具有出色的串扰 可自动插入和波形焊接 符合RoHS标准 应用 EMI关键环境中的工业控制系统 高压隔离,例如用于IGBT控制,轻型保护等。...
发表于 07-04 09:46 ? 110次 阅读
SP000063814 SFH756V  - 带直接光纤连接器的10MBd发射器

HFBR-2505AZ 适用于SERCOS应用的10 MBd光接收器,1x4,符合RoHS标准

所有HFBR-X5X5XZ系列变送器和接收器均采用低成本,双列直插式封装,由高强度,耐热,耐化学腐蚀和UL 94 VO( UL文件#E121562)阻燃塑料。浅灰色连接器端口可轻松识别发射器。接收器很容易通过深灰色连接器端口识别。该封装专为自动插入和波峰焊接而设计,因此非常适合大批量生产应用。特性 符合工业SERCOS,PROFIBUS和INTERBUS-S标准 SMA和ST®端口 650 nm波长技术 指定用于1 mm塑料光纤和200μm硬包层硅胶 可自动插入和波形焊接 DC– 10 MBd数据速率 符合RoHS标准...
发表于 07-04 09:46 ? 136次 阅读
HFBR-2505AZ 适用于SERCOS应用的10 MBd光接收器,1x4,符合RoHS标准
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