如何使用SignalTap II觀察reg與wire值? (SOC) (Verilog) (Quartus II) (SignalTap II)
Abstract
撰寫Verilog時,雖然每個module都會先用ModelSim或Quartus II自帶的simulator仿真過,但真的將每個module合併時,一些不可預期的『run-time』問題可能才一一浮現,這時得靠SignalTap II來幫忙debug。
Introduction
使用環境:Quartus II 8.0 + DE2-70 (Cyclone II EP2C70F896C6N)
實際使用SignalTap II時,會發現有些reg與wire可以觀察,有些又無法觀察,在(原創) 如何使用SignalTap II觀察reg值? (IC Design) (Quartus II) (SignalTap II) (Verilog)中,我利用將reg接到top module的方式來觀察reg,雖然可行,但老實說並不是很好的方式。當初有網友發表評論,說這是因為reg被Quartus II優化掉不見了,導致無法使用SignalTap II觀察,本文整理出完整的reg與wire觀察方法。
觀察reg
如同(原創) 如何使用SignalTap II觀察reg值? (IC Design) (Quartus II) (SignalTap II) (Verilog)的範例,我再重複一次。
SSignalTapII_register_not_preserve.v / Verilog
1 /*
2 (C) OOMusou 2008 http://oomusou.cnblogs.com
3
4 Filename : SignalTapII_register_not_preserve.v
5 Compiler : Quartus II 8.0
6 Description : Demo how to preserve register with SingalTap II
7 Release : 10/17/2008 1.0
8 */
9
10 module SignalTapII_register_not_preserve (
11 input iCLK,
12 input iRST_N
13 );
14
15 reg [3:0] cnt;
16
17 always@(posedge iCLK, negedge iRST_N) begin
18 if (!iRST_N)
19 cnt <= 4'h0;
20 else
21 cnt <= cnt + 4'h1;
22 end
23
24 endmodule
這是個很簡單的計數器,我故意讓cnt不做output,而想用SignalTap II去觀察cnt這個reg的值。

cnt都是0,顯然不合理,表示SignalTap II無法capture cnt這個reg的值。為什麼會這樣呢?
若我們將SignalTap II拿掉,重新用Quartus II編譯,觀察其compilation report,顯示register為0。

觀察RTL Viewer的合成結果,真的沒有register!!

這證明了一件事情,Quartus II在合成時,發現cnt並沒有需要output,而自動最佳化不合成cnt,導致SignalTap II無法觀察reg,不過有時為了debug方便,我們就是想觀察這種reg,有辦法讓Quartus II暫時不要啟動最佳化嗎?
使用Synthesis Attribute避免最佳化
SignalTapII_register_preserve.v / Verilog
1 /*
2 (C) OOMusou 2008 http://oomusou.cnblogs.com
3
4 Filename : SignalTapII_register_preserve.v
5 Compiler : Quartus II 8.0
6 Description : Demo how to preserve register in SignalTap II
7 Release : 10/17/2008 1.0
8 */
9
10 module SignalTapII_register_preserve (
11 input iCLK,
12 input iRST_N
13 )
14
15 reg [3:0] cnt /*synthesis noprune*/;
16
17 always@(posedge iCLK, negedge iRST_N) begin
18 if (!iRST_N)
19 cnt <= 4'h0;
20 else
21 cnt <= cnt + 4'h1;
22 end
23
24 endmodule
15行
reg [3:0] cnt /*synthesis noprune*/;
多了/*synthesis noprune*/這個synthesis attribute,指示Quartus II不要對cnt做最佳化,保留此register以供SignalTap II觀察,注意必須寫在分號前面,不能如下寫在分號後面。
reg [3:0] cnt;/*synthesis noprune*/ //錯!!
編譯後,SignalTap II就能順利的觀察到cnt的值!!重點是不需改top module的interface,只需對想觀察的reg加上synthesis attribute即可。

Quartus II也支援Verilog 2001的語法
1 /*
2 (C) OOMusou 2008 http://oomusou.cnblogs.com
3
4 Filename : SignalTapII_register_preserve.v
5 Compiler : Quartus II 8.0
6 Description : Demo how to preserve register in SignalTap II
7 Release : 10/17/2008 1.0
8 */
9
10 module SignalTapII_register_preserve (
11 input iCLK,
12 input iRST_N
13 );
14
15 // Verilog 2001
16 //(*noprune*) reg [3:0] cnt;
17
18 always@(posedge iCLK, negedge iRST_N) begin
19 if (!iRST_N)
20 cnt <= 4'h0;
21 else
22 cnt <= cnt + 4'h1;
23 end
24
25 endmodule
16行
(*noprune*) reg [3:0] cnt;
這是Verilog 2001的語法,Quartus II 8.0也能看得懂。
若希望整個module的reg都不被最佳化,可將synthesis attribute放在module。
1 /*
2 (C) OOMusou 2008 http://oomusou.cnblogs.com
3
4 Filename : SignalTapII_register_preserve.v
5 Compiler : Quartus II 8.0
6 Description : Demo how to preserve register in SignalTap II
7 Release : 10/17/2008 1.0
8 */
9
10 module SignalTapII_register_preserve (
11 input iCLK,
12 input iRST_N
13 ) /*synthesis noprune*/;
14
15 reg [3:0] cnt;
16
17 always@(posedge iCLK, negedge iRST_N) begin
18 if (!iRST_N)
19 cnt <= 4'h0;
20 else
21 cnt <= cnt + 4'h1;
22 end
23
24 endmodule
13行
module SignalTapII_register_preserve (
input iCLK,
input iRST_N
//);
) /*synthesis noprune*/;
將/*synthesis noprune*/放在module,這樣整個module的reg將不被最佳化,不用再一一指定。
另外一個與reg相關的Synthesis Attribute:/*synthesis preserve*/
跟reg相關的attribute,除了/*synthesis noprune*/可用,還有一個/*synthesis preserve*/可用,兩者的差異在於:
/*synthesis noprune*/ 避免Quartus II優化掉沒output的reg。
/*synthesis preserve*/ 避免Quartus II將reg優化為常數,或者合併重複的reg。
也可以使用Verilog 2001的寫法
//(*preserve*) reg [3:0] cnt;
或者整個module的寫法
module SignalTapII_register_preserve (
input iCLK,
input iRST_N
) /*synthesis preserve*/;
觀察wire
同樣的,在SignalTap II觀察wire時,有時也會因為被Quartus II優化掉而無法用SignalTap II觀察。
SignalTapII_wire_not_keep.v / Verilog
1 /*
2 (C) OOMusou 2008 http://oomusou.cnblogs.com
3
4 Filename : SignalTapII_wire_not_keep.v
5 Compiler : Quartus II 8.0
6 Description : Demo how to keep wire
7 Release : 10/17/2008 1.0
8 */
9
10 module SignalTapII_wire_not_keep (
11 input iCLK,
12 input iRST_N,
13 output [3:0] oCNT
14 );
15
16 wire [3:0] Cnt;
17 reg [3:0] cnt;
18
19 assign Cnt = cnt;
20 assign oCNT = Cnt;
21
22 always@(posedge iCLK, negedge iRST_N) begin
23 if (!iRST_N)
24 cnt <= 4'h0;
25 else
26 cnt <= cnt + 4'h1;
27 end
28
29 endmodule
16行
wire [3:0] Cnt;
假設我想用SignalTap II去觀察Cnt這個wire。

Cnt都是0,顯然不合理,表示SignalTap II無法capture cnt這個wire的值。為什麼會這樣呢?
因為Cnt這個wire已經被Quartus II優化不見了!!
不過有時為了debug方便,我們就是想觀察這種wire,有辦法讓Quartus II暫時不要啟動最佳化嗎?
SignalTapII_wire_keep.v / Verilog
1 /*
2 (C) OOMusou 2008 http://oomusou.cnblogs.com
3
4 Filename : SignalTapII_wire_keep.v
5 Compiler : Quartus II 8.0
6 Description : Demo how to keep wire
7 Release : 10/17/2008 1.0
8 */
9
10 module SignalTapII_wire_keep (
11 input iCLK,
12 input iRST_N,
13 output [3:0] oCNT
14 );
15
16 wire [3:0] Cnt /*synthesis keep*/;
17 reg [3:0] cnt;
18
19 assign Cnt = cnt;
20 assign oCNT = Cnt;
21
22 always@(posedge iCLK, negedge iRST_N) begin
23 if (!iRST_N)
24 cnt <= 4'h0;
25 else
26 cnt <= cnt + 4'h1;
27 end
28
29 endmodule
16行
wire [3:0] Cnt /*synthesis keep*/;
多了/*synthesis keep*/這個synthesis attribute,指示Quartus II不要對Cnt做最佳化,保留此wire以供SignalTap II觀察,注意必須寫在分號前面,不能如下寫在分號後面。
wire [3:0] Cnt;/*synthesis keep*/ //錯
編譯後,SignalTap II就能順利的觀察到Cnt的值!!重點是不需改top module的interface,只需對想觀察的wire加上synthesis attribute即可。

Quartus II也支援Verilog 2001的語法
1 /*
2 (C) OOMusou 2008 http://oomusou.cnblogs.com
3
4 Filename : SignalTapII_wire_keep.v
5 Compiler : Quartus II 8.0
6 Description : Demo how to keep wire
7 Release : 10/17/2008 1.0
8 */
9
10 module SignalTapII_wire_keep (
11 input iCLK,
12 input iRST_N,
13 output [3:0] oCNT
14 );
15
16 // Verilog 2001
17 (*keep*) wire [3:0] Cnt;
18 reg [3:0] cnt;
19
20 assign Cnt = cnt;
21 assign oCNT = Cnt;
22
23 always@(posedge iCLK, negedge iRST_N) begin
24 if (!iRST_N)
25 cnt <= 4'h0;
26 else
27 cnt <= cnt + 4'h1;
28 end
29
30 endmodule
17行
(*keep*) wire [3:0] Cnt;
這是Verilog 2001的語法,Quartus II 8.0也能看得懂。
不過目前Quartus II 8.0並不支援對整個module下/*synthesis keep*/,原因不明,我實際用Quartus II 8.0測試,SignalTap II並無反應,且Quartus II的help也沒說可以對整個module下/*synthesis keep*/。
完整程式碼下載
SignalTapII_register_not_preserve.7z (不使用synthesis noprune)
SignalTapII_register_preserve.7z (使用synthesis noprune
SignalTapII_wire_not_keep.7z (不使用synthesis keep)
SignalTapII_wire_keep.7z (使用synthesis keep)
Conclusion
關於避免Quartus II優化reg,/*synthesis noprune*/與/*synthesis preserve*/還是有些差異,程式寫到很大時,可能一時很難決定要用哪一個attribute,可以交替試試看,反正1/2的機會,總會對一個。
會使用synthesis attribute之後,總算解掉長久以來,無法用SignalTap II觀察reg與wire的老問題,感謝網友們的指導。
See Also
(原創) 如何使用SignalTap II觀察reg值? (IC Design) (Quartus II) (SignalTap II) (Verilog)
(筆記) 如何增加SignalTap II能觀察的reg與wire數量? (SOC) (Quartus II) (SignalTap II)
转载自:http://www.cnblogs.com/oomusou/archive/2008/10/17/signaltap_ii_reg_wire.html
如何使用SignalTap II觀察reg與wire值? (SOC) (Verilog) (Quartus II) (SignalTap II)的更多相关文章
- FPGA开发流程(创建工程,选择芯片,变量位置,文件命名,reg和wire数据类型,开发流程)
开发流程(以二选一选择器为例) 1.设计定义:设计一个可以从两个输入端中选择其中一个并输出的逻辑电路 2.设计输入 2.1.逻辑抽象:三个输入端,一个用来选择,记sel,另两个被选择,记a,b,加上一 ...
- Reg于Wire的不同点
Reg 比喻为“相机” Reg型,是always中被赋值的信号,往往代表触发器,但不一定是触发器 Wire 比喻为“镜子” Wrie型,assign指定的组合逻辑的信号 好好想想 ,还是能有个大致的概 ...
- HDU2639Bone Collector II[01背包第k优值]
Bone Collector II Time Limit: 5000/2000 MS (Java/Others) Memory Limit: 32768/32768 K (Java/Others ...
- reg 和wire 区别
reg相当于存储单元,wire相当于物理连线 Verilog 中变量的物理数据分为线型和寄存器型.这两种类型的变量在定义时要设置位宽,缺省为1位.变量的每一位可以是0,1,X,Z.其中x代表一个未被预 ...
- (转载)Quartus II中FPGA的管脚分配保存方法(Quartus II)
一.摘要 将Quartus II中FPGA管脚的分配及保存方法做一个汇总. 二.管脚分配方法 FPGA 的管脚分配,除了在QII软件中,选择"Assignments ->Pin&quo ...
- [LeetCode] Closest Binary Search Tree Value II 最近的二分搜索树的值之二
Given a non-empty binary search tree and a target value, find k values in the BST that are closest t ...
- GROUP BY 與 Null 值
若群組資料行包含了 Null 值,該資料列將變成結果中的一個群組.若群組資料行內包含了多個 Null 值,Null 值將放入單一群組內.此行為定義於 SQL-2003 標準之中. Product 資料 ...
- C 逗號表達式 與返回值
逗號表達式的返回值是最後一個表達式的值 int z; z=(,); printf("%d\n",z);//6 int a; printf(*,a*,a+));//20 a=3*5, ...
- [LeetCode] 272. Closest Binary Search Tree Value II 最近的二分搜索树的值之二
Given a non-empty binary search tree and a target value, find k values in the BST that are closest t ...
随机推荐
- Android NDK开发----- JNI多线程
一.概述 JNI编程和Linux上的C/C++编程还是挺相似的,每次java调用JNI中的函数时都会传入有关JVM的一些参数(如JNIEnv,jobject),每次JNI回调java中的方法时都要通过 ...
- MD5在线查询的实现
#!/usr/bin/env python # -*- coding: UTF-8 -*- ''' 快速查询md5值工具,通过模拟浏览器发包请求http://cmd5.com和 http://xmd5 ...
- GPGPU OpenCL Reduction操作与group同步
Reduction操作:规约操作就是由多个数生成一个数,如求最大值.最小值.向量点积.求和等操作,都属于这一类操作. 有大量数据的情况下,使用GPU进行任务并行与数据并行,可以收到可好的效果. gro ...
- 《Pro JavaScript Techniques》中的一些函数
//获取元素的样式值. function getStyle(elem, name) { if (elem.style[name]) { return elem.style[name]; } else ...
- Linux下双物理网卡设置成虚拟网卡
为了提供网络的高可用我们须要将多块网卡绑定设置成一块虚拟的网卡对外提供服务,这样能够防止一块网卡损坏或者防止网线连接故障造成的连接中断. 以下我们使用eth0与eth1来虚拟成为bond0为例:--- ...
- SQL语言 之 事务控制
一.概述 事务是一些数据库操作的集合,这些操作由一组相关的SQL语句组成(只能是 DML 语句),它们是一个有机的整体,要么全部成功执行,要么全部不执行.事务时数据库并发控制和恢复技术的基本单位. 事 ...
- MyEclipse发布按钮无效的办法
删除存放您MyEclipse项目的目录下的“/.metadata/.plugins/org.eclipse.core.runtime/.settings/com.genuitec.eclipse.as ...
- 算法笔记_047:复数运算(Java)
目录 1 问题描述 2 解决方案 1 问题描述 编程实现两个复数的运算.设有两个复数 和 ,则他们的运算公式为: 要求:(1)定义一个结构体类型来描述复数. (2)复数之间的加法.减法.乘法和除法 ...
- 安卓平台下ARM Mali OpenCL编程-GPU信息检测(转)
对于ARM Mali GPU,目前是支持OpenCL1.1,所以我们可以利用OpenCL来加速我们的计算. 一直以来,对于Mali GPU的OpenCL编程,一直没有环境来测试.好不容易弄到一个华为M ...
- 【转】MVC4验证用户登录特性实现方法
在开发过程中,需要用户登陆才能访问指定的页面这种功能,微软已经提供了这个特性. // 摘要: // 表示一个特性,该特性用于限制调用方对操作方法的访问. [AttributeUsage(Attribu ...