[发明专利]基于观测硬件电路对比观测FPGA内部信号的方法

说明书

本发明公开了一种基于观测硬件电路对比观测FPGA内部信号的方法，涉及FPGA技术领域，该方法通过对FPGA芯片进行硬件改进设计并结合相应的软件功能配置共同实现，通过在FPGA芯片内加入单独的观测硬件电路并基于观测硬件电路的布局位置作为对信号的约束条件来生成配置码流，可以在用户电路的运行过程中，使用观测硬件电路而非可编程逻辑资源实现对待观测信号及其对应的参考信号的在线对比观测，从而确定待观测信号的相对行为，以满足相应的观测需要，可以保证稳定实现观测目标。

技术领域

本发明涉及FPGA技术领域，尤其是一种基于观测硬件电路对比观测FPGA内部信号的方法。

背景技术

当用户电路在FPGA上实现并在FPGA上正常运行时，为了确定用户电路在FPGA上的运行过程正确且符合设计思想，通常需要观测用户电路内部某些特定信号的行为或波形。

目前的做法是，先在FPGA上实现用户电路并完成布局布线，此时FPGA内部的部分资源会被用户电路占用，但仍有部分空置未被使用的资源。然后选定用户电路的待观测信号，其已对应到FPGA内部布局布线资源，将待观测信号经由FPGA内部未被占用的绕线资源连接到未被占用的管脚作为观测管脚。将选定的待观测信号的绕线路径及观测管脚加入到用户电路的布局布线成为新的布局布线，对新的布局布线生成码流下载到FPGA正常运行，此时即可由观测管脚对待观测信号进行观测。

但在这种做法中，若FPGA实现用户电路后无未被占用的管脚可使用，或者待观测信号无法利用未被占用的绕线资源连接到相应管脚，则无法实现上述功能，因此现有的这种做法是较为受限的，并不能保证每次都成功的对待观测信号进行观测。

发明内容

本发明人针对上述问题及技术需求，提出了一种基于观测硬件电路对比观测FPGA内部信号的方法，本发明的技术方案如下：

一种基于观测硬件电路对比观测FPGA内部信号的方法，该方法包括：

确定在FPGA芯片上运行的用户电路，FPGA芯片内部包含可编程逻辑资源和观测硬件电路，观测硬件电路包括通过第一观测路径相连的观测点和第一观测管脚，以及，通过第二观测路径相连的参考点和第二观测管脚；观测点和参考点分别是FPGA芯片内部可编程逻辑资源的输出口；第一观测路径和第二观测路径分别具有各自对应的预定时延；

将用户电路中产生的待观测信号的电路结构布局在观测点处、将待观测信号对应的参考信号的电路结构布局在参考点处作为约束条件，在约束条件下基于FPGA芯片内部的可编程逻辑资源生成用户电路对应的配置码流并加载到FPGA芯片上；

FPGA芯片基于配置码流形成用户电路，在用户电路的运行过程中，通过第一观测管脚输出观测点处的待观测信号、通过第二观测管脚输出参考点处的参考信号，将参考信号与待观测信号进行对比观测。

其进一步的技术方案为，观测硬件电路还包括第一路径选通电路、第一多位选择器和第一调试管脚，第一路径选通电路的输入端连接的各个信号点通过第一路径选通电路内部的不同路径连接到第一观测管脚，第一多位寄存器连接并控制第一路径选通电路不同路径的通断；

观测点为第一路径选通电路的输入端连接的其中一个信号点，则第一多位寄存器根据从第一调试管脚获取到的第一调试指令控制选通观测点至第一观测管脚的路径。

其进一步的技术方案为，观测硬件电路还包括第二路径选通电路、第二多位选择器和第二调试管脚，第二路径选通电路的输入端连接的各个信号点通过第二路径选通电路内部的不同路径连接到第二观测管脚，第二多位寄存器连接并控制第二路径选通电路不同路径的通断；

参考点为第二路径选通电路的输入端连接的其中一个信号点，则第二多位寄存器根据从第二调试管脚获取到的第二调试指令控制选通参考点至第二观测管脚的路径。