在Vivado中，VIO（Virtual Input/Output）是一種用于調(diào)試和測試FPGA設(shè)計的IP核，它允許設(shè)計者通過JTAG接口實(shí)時讀取和寫入FPGA內(nèi)部的寄存器，從而檢查設(shè)計的運(yùn)行狀態(tài)并修改其行為。VIO IP核提供了一個簡單易用的接口，使得用戶可以輕松地與FPGA內(nèi)部寄存器進(jìn)行交互。

在Vivado中，ILA（Integrated Logic Analyzer）是一種強(qiáng)大的在系統(tǒng)調(diào)試工具，它可以捕獲并分析FPGA內(nèi)部的信號。使用ILA時，需要確保ILA的時鐘信號與被觀察信號的時鐘域一致，以避免由于時鐘域不匹配導(dǎo)致的數(shù)據(jù)捕獲錯誤。此外，ILA的探針數(shù)量和數(shù)據(jù)深度應(yīng)根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行配置，以平衡資源消耗和調(diào)試需求。

VIO與ILA基本上就是我們在板調(diào)試FPGA的主要工具，在vivado中均有相應(yīng)的IP core，具體的步驟如下：

1. vivado中打開IP Catalog

2. 搜索ila,在Debug&Verification 中選擇ILA（Inegrated Logic Analyzer）

3. 右鍵Customize IP ,設(shè)置參數(shù)，多數(shù)的選擇可以采用默認(rèn)的選擇。

這里對ILA的特殊參數(shù)做一點(diǎn)說明：

Capture Control：即可以選擇一個條件信號，僅條件信號滿足設(shè)置要求時，才會進(jìn)行采樣或者觸發(fā)操作，用于我們在需要某些信號進(jìn)行觸發(fā)時勾選；

Advanced Trigger:支持高級觸發(fā)功能，它允許用戶通過編寫觸發(fā)狀態(tài)機(jī)（Trigger State Machine，TSM）來定義更復(fù)雜的觸發(fā)條件。TSM是一個簡單的腳本語言，用于定義觸發(fā)狀態(tài)機(jī)?？梢栽贗LA的屬性窗口中編寫TSM代碼，或者創(chuàng)建一個后綴為.tsm的文件來編寫TSM腳本,實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的觸發(fā)設(shè)置，可以利用ILA的高級觸發(fā)功能來更精確地捕獲和分析FPGA設(shè)計中的信號。

Setup Debug:由于這種Debug方式是將Debug信息寫入XDC文件的方式，vivado提示我們需要更新XDC文件，可以選擇覆蓋overwite現(xiàn)有的XDC文件，該選項(xiàng)并不會刪除我們現(xiàn)有的XDC文件約束，而是將Debug信息添加在XDC約束后面，實(shí)際操作中會發(fā)現(xiàn)，并不是完全將新的ILA約束信息，添加在原有XDC文件之后，而是以vivado自己的方式，重新寫我們的約束文件，即如果我們有重要的約束信息，建議新增XDC文件save constraints as，這樣可以保障原有XDC信息不被修改。

ILA其他注意事項(xiàng)

（1）ILA核的采樣深度不宜過大，采樣深度盡量設(shè)置在1024bit以內(nèi)：在每個采樣時鐘下，ILA都會將捕獲到的探針信號的值送入RAM中，由于RAM的存儲空間是有限的，其數(shù)值越大，消耗的RAM資源也越多，從而對設(shè)計性能產(chǎn)生不利影響。

（2）ILA核的采樣寬度不宜過大，隨探針寬度增加，對資源利用率和時序的影響也會增大。

（3）請確保輸入到ILA核的時鐘與抓取的信號是同步關(guān)系，否則在設(shè)計編程到器件中時會產(chǎn)生時序問題并導(dǎo)致通信失敗。

（4）抓信號的時鐘必須為全局時鐘網(wǎng)絡(luò)。

（5）請盡量確保ILA核選擇的時鐘均為自由運(yùn)行的時鐘（常開穩(wěn)定時鐘），否則可能造成在器件上加載版本時無法與調(diào)試核通信。

（6）請盡量確保FPGA JTAG時鐘比Debug Hub時鐘慢2.5倍，否則可能出現(xiàn)運(yùn)行后報錯或者運(yùn)行后不報錯但不顯示任何結(jié)果的情況，ug908。

VIO的配置界面中，設(shè)置Input Probe Count和Output Probe Count，即輸入和輸出探頭的數(shù)量。

Enable Input Probe Activity Detectors：當(dāng)輸入信號發(fā)生變化時，Vivado會顯示一個活動指示，幫助追蹤信號的變化。啟用Input Probe Activity Detectors后，你可以在ILA調(diào)試波形中看到哪些信號是活動的，這有助于快速定位問題。