Differences
This shows you the differences between two versions of the page.
|
ac-is:tutoriale:3-ise-debug [2021/09/20 18:36] 127.0.0.1 external edit |
ac-is:tutoriale:3-ise-debug [2021/10/03 14:16] (current) eduard.ciurezu |
||
|---|---|---|---|
| Line 1: | Line 1: | ||
| - | = Debugging folosind Xilinx ISE = | + | ====== Debugging folosind Xilinx ISE ====== |
| + | /* | ||
| <note tip> | <note tip> | ||
| Tutorialul este disponibil și sub formă de slideshow apăsând pe imaginea de mai jos. | Tutorialul este disponibil și sub formă de slideshow apăsând pe imaginea de mai jos. | ||
| Line 6: | Line 7: | ||
| {{gallery>.:3-ise-debug?lightbox&0&~1}} | {{gallery>.:3-ise-debug?lightbox&0&~1}} | ||
| </note> | </note> | ||
| + | */ | ||
| * Tutorialul își propune depanarea unui modul folosind uneltele de debugging puse la dispoziție de simulatorul ISim, integrat în Xilinx ISE. Ca exemplu, se va folosi un sumator cu propagare a transportului (ripple carry). O posibilă implementare în Verilog a acestuia, care conține câteva greșeli, este prezentată în figura următoare. | * Tutorialul își propune depanarea unui modul folosind uneltele de debugging puse la dispoziție de simulatorul ISim, integrat în Xilinx ISE. Ca exemplu, se va folosi un sumator cu propagare a transportului (ripple carry). O posibilă implementare în Verilog a acestuia, care conține câteva greșeli, este prezentată în figura următoare. | ||
| + | |||
| {{ .:3-ise-debug:01.jpg?direct&400 |}} | {{ .:3-ise-debug:01.jpg?direct&400 |}} | ||
| + | |||
| * Modulul de test folosit pentru simulare este următorul. | * Modulul de test folosit pentru simulare este următorul. | ||
| + | |||
| {{ .:3-ise-debug:02.jpg?direct&400 |}} | {{ .:3-ise-debug:02.jpg?direct&400 |}} | ||
| + | |||
| * Simularea inițială a modului poate fi observată în figura următoare. Se observă că semnalul ''sum'' conține valori nedefinite (''x'') pe toată durata de simulare a modulului. | * Simularea inițială a modului poate fi observată în figura următoare. Se observă că semnalul ''sum'' conține valori nedefinite (''x'') pe toată durata de simulare a modulului. | ||
| + | |||
| {{ .:3-ise-debug:03.jpg?direct&400 |}} | {{ .:3-ise-debug:03.jpg?direct&400 |}} | ||
| + | |||
| * Pentru a ne ușura analiza semnalelor vom schimba modul în care aceastea sunt afișate. Apăsând //click-dreapta// pe un semnal vom alege ca acesta să fie afișat ca un număr în baza 10, fără semn. | * Pentru a ne ușura analiza semnalelor vom schimba modul în care aceastea sunt afișate. Apăsând //click-dreapta// pe un semnal vom alege ca acesta să fie afișat ca un număr în baza 10, fără semn. | ||
| + | |||
| {{ .:3-ise-debug:04.jpg?direct&400 |}} | {{ .:3-ise-debug:04.jpg?direct&400 |}} | ||
| + | |||
| * După ce schimbăm toate semnalele, diagrama va arăta în felul următor. | * După ce schimbăm toate semnalele, diagrama va arăta în felul următor. | ||
| + | |||
| {{ .:3-ise-debug:05.jpg?direct&400 |}} | {{ .:3-ise-debug:05.jpg?direct&400 |}} | ||
| + | |||
| * Putem expanda un semnal pe mai multi biți pentru a inspecta toți biții acestuia. | * Putem expanda un semnal pe mai multi biți pentru a inspecta toți biții acestuia. | ||
| + | |||
| {{ .:3-ise-debug:06.jpg?direct&400 |}} | {{ .:3-ise-debug:06.jpg?direct&400 |}} | ||
| + | |||
| * Se poate observa că doar bitul 7 din ''sum'' este nedefinit. | * Se poate observa că doar bitul 7 din ''sum'' este nedefinit. | ||
| + | |||
| {{ .:3-ise-debug:07.jpg?direct&400 |}} | {{ .:3-ise-debug:07.jpg?direct&400 |}} | ||
| + | |||
| * Putem vedea variabilele interne ale unui modul dacă selectăm instanța acestuia din lista de instanțe. În cadrul ierarhiei, modulul nostru se află imediat sub modulul //test_adder// iar instanța acestuia se numește //uut// (//unit under test//). | * Putem vedea variabilele interne ale unui modul dacă selectăm instanța acestuia din lista de instanțe. În cadrul ierarhiei, modulul nostru se află imediat sub modulul //test_adder// iar instanța acestuia se numește //uut// (//unit under test//). | ||
| - | {{ .:3-ise-debug:08.jpg?direct&400 |}} | + | |
| + | {{ .:3-ise-debug:08.jpg?direct&400 |}} | ||
| * Putem deschide codul sursă al unei instanțe în simulator făcând //dublu-click// pe aceasta. | * Putem deschide codul sursă al unei instanțe în simulator făcând //dublu-click// pe aceasta. | ||
| + | |||
| {{ .:3-ise-debug:09.jpg?direct&400 |}} | {{ .:3-ise-debug:09.jpg?direct&400 |}} | ||
| + | |||
| * În cadrul editorului de cod putem activa un breakpoint la linia curentă folosind tasta //F9// sau făcând click pe porțiunea gri din dreapta numărului liniei. | * În cadrul editorului de cod putem activa un breakpoint la linia curentă folosind tasta //F9// sau făcând click pe porțiunea gri din dreapta numărului liniei. | ||
| {{ .:3-ise-debug:10.jpg?direct&400 |}} | {{ .:3-ise-debug:10.jpg?direct&400 |}} | ||
| + | |||
| * În continuare vom activa 2 breakpoint-uri, la liniile 35 și 37, pentru a putea inspecta starea variabilelor în fiecare iterație și la sfârșitul ciclului. | * În continuare vom activa 2 breakpoint-uri, la liniile 35 și 37, pentru a putea inspecta starea variabilelor în fiecare iterație și la sfârșitul ciclului. | ||
| + | |||
| {{ .:3-ise-debug:11.jpg?direct&400 |}} | {{ .:3-ise-debug:11.jpg?direct&400 |}} | ||
| + | |||
| * Repornim simularea folosind butonul //Restart//. | * Repornim simularea folosind butonul //Restart//. | ||
| + | |||
| {{ .:3-ise-debug:12.jpg?direct&400 |}} | {{ .:3-ise-debug:12.jpg?direct&400 |}} | ||
| + | |||
| * Se poate observa că la începutul simulării toate variabilele instanței //uut// sunt nedefinite, lucru normal deoarece simularea nu a început încă . | * Se poate observa că la începutul simulării toate variabilele instanței //uut// sunt nedefinite, lucru normal deoarece simularea nu a început încă . | ||
| + | |||
| {{ .:3-ise-debug:13.jpg?direct&400 |}} | {{ .:3-ise-debug:13.jpg?direct&400 |}} | ||
| + | |||
| * Folosim butonul //Run All// pentru a porni simularea continuă. | * Folosim butonul //Run All// pentru a porni simularea continuă. | ||
| + | |||
| {{ .:3-ise-debug:14.jpg?direct&400 |}} | {{ .:3-ise-debug:14.jpg?direct&400 |}} | ||
| + | |||
| * Simularea se va opri la orice breakpoint întâlnit. În cazul nostrul, primul breakpoint întâlnit este cel de la linia 35, iar simularea se va opri **înainte** de a executa instrucțiunea de la linia 35. În acest moment al simulării putem vedea că ambele intrări ale modului au valoarea 0, contorul ciclului are valoarea 0 (ne aflăm în prima iterație), iar ieșirile sunt încă nedefinite, deoarece încă nu le-am atribuit nici o valoare. | * Simularea se va opri la orice breakpoint întâlnit. În cazul nostrul, primul breakpoint întâlnit este cel de la linia 35, iar simularea se va opri **înainte** de a executa instrucțiunea de la linia 35. În acest moment al simulării putem vedea că ambele intrări ale modului au valoarea 0, contorul ciclului are valoarea 0 (ne aflăm în prima iterație), iar ieșirile sunt încă nedefinite, deoarece încă nu le-am atribuit nici o valoare. | ||
| + | |||
| {{ .:3-ise-debug:15.jpg?direct&400 |}} | {{ .:3-ise-debug:15.jpg?direct&400 |}} | ||
| + | |||
| * Vom rula simularea în continuare folosind butonul //Run All//. Simularea se va opri din nou la breakpoint-ul de la linia 35, însă în momentul acesta ne aflăm în a doua iterație a ciclului. Putem vedea lucrul acesta inspectând valoarea contorului, care este 1 (prima valoare a contorului a fost 0). În această iterație vedem că primul bit al lui ''sum'' a fost setat la valoarea 0. | * Vom rula simularea în continuare folosind butonul //Run All//. Simularea se va opri din nou la breakpoint-ul de la linia 35, însă în momentul acesta ne aflăm în a doua iterație a ciclului. Putem vedea lucrul acesta inspectând valoarea contorului, care este 1 (prima valoare a contorului a fost 0). În această iterație vedem că primul bit al lui ''sum'' a fost setat la valoarea 0. | ||
| {{ .:3-ise-debug:16.jpg?direct&400 |}} | {{ .:3-ise-debug:16.jpg?direct&400 |}} | ||
| + | |||
| * Rulăm în continuare simularea, folosind butonul //Run All//, până când execuția ciclului se termină și ajungem la breakpoint-ul de la linia 37. În acest moment, pentru o implementare corectă, suma celor două intrări ar trebui să fie calculată complet. Observăm însă că cel mai semnificativ bit al lui ''sum'' a rămas nedefinit. Înseamnă că ciclul nostru s-a terminat prea repede. Inspectând condiția de oprire, vedem că ieșirea din ciclu se face când ''i'' devine 7. Iterația corespunzătoare lui ''i == 7'' nu se execută, ceea ce explică de ce bitul 7 din ''sum'' este nedefinit. | * Rulăm în continuare simularea, folosind butonul //Run All//, până când execuția ciclului se termină și ajungem la breakpoint-ul de la linia 37. În acest moment, pentru o implementare corectă, suma celor două intrări ar trebui să fie calculată complet. Observăm însă că cel mai semnificativ bit al lui ''sum'' a rămas nedefinit. Înseamnă că ciclul nostru s-a terminat prea repede. Inspectând condiția de oprire, vedem că ieșirea din ciclu se face când ''i'' devine 7. Iterația corespunzătoare lui ''i == 7'' nu se execută, ceea ce explică de ce bitul 7 din ''sum'' este nedefinit. | ||
| + | |||
| {{ .:3-ise-debug:17.jpg?direct&400 |}} | {{ .:3-ise-debug:17.jpg?direct&400 |}} | ||
| + | |||
| * Modificăm codul corectând cu condiția corectă: ''i < 8''. | * Modificăm codul corectând cu condiția corectă: ''i < 8''. | ||
| + | |||
| {{ .:3-ise-debug:18.jpg?direct&400 |}} | {{ .:3-ise-debug:18.jpg?direct&400 |}} | ||
| + | |||
| * După ce am modificat codul modulului este necesar să recompilăm simularea pentru a vedea efectele schimbării. Folosim butonul //Re-launch// pentru a recompila și rerula simularea. | * După ce am modificat codul modulului este necesar să recompilăm simularea pentru a vedea efectele schimbării. Folosim butonul //Re-launch// pentru a recompila și rerula simularea. | ||
| + | |||
| {{ .:3-ise-debug:19.jpg?direct&400 |}} | {{ .:3-ise-debug:19.jpg?direct&400 |}} | ||
| + | |||
| * Eliminăm breakpoint-urile făcând click pe ele, sau folosind tasta //F9//, pentru a putea rula ușor simularea până la capăt. La o primă vedere, din fereastra de variabile, rezultatul pare a fi corect, semnalele nedefinite au dispărut, iar suma pare a fi calculată corect. | * Eliminăm breakpoint-urile făcând click pe ele, sau folosind tasta //F9//, pentru a putea rula ușor simularea până la capăt. La o primă vedere, din fereastra de variabile, rezultatul pare a fi corect, semnalele nedefinite au dispărut, iar suma pare a fi calculată corect. | ||
| + | |||
| {{ .:3-ise-debug:20.jpg?direct&400 |}} | {{ .:3-ise-debug:20.jpg?direct&400 |}} | ||
| + | |||
| * Inspectarea digramei de semnale, însă, arată că suma dintre 10 și 40 este 39. | * Inspectarea digramei de semnale, însă, arată că suma dintre 10 și 40 este 39. | ||
| + | |||
| {{ .:3-ise-debug:21.jpg?direct&400 |}} | {{ .:3-ise-debug:21.jpg?direct&400 |}} | ||
| + | |||
| * Adăugăm din nou breakpoint-urile anterioare și reluăm simularea de la început cu butonul //Restart//. | * Adăugăm din nou breakpoint-urile anterioare și reluăm simularea de la început cu butonul //Restart//. | ||
| + | |||
| {{ .:3-ise-debug:22.jpg?direct&400 |}} | {{ .:3-ise-debug:22.jpg?direct&400 |}} | ||
| + | |||
| * Rulăm simularea până ajungem în prima iterație a celei de-a doua perechi de numere adunate. Recunoaștem această stare după valorile ''00101000'' și ''00001010'' prezente la intrările ''a'' și ''b'' și valoarea ''0'' a controului ''i''. Valoarea sumei, ''00000000'', este rămasă de la adunarea anterioară. | * Rulăm simularea până ajungem în prima iterație a celei de-a doua perechi de numere adunate. Recunoaștem această stare după valorile ''00101000'' și ''00001010'' prezente la intrările ''a'' și ''b'' și valoarea ''0'' a controului ''i''. Valoarea sumei, ''00000000'', este rămasă de la adunarea anterioară. | ||
| + | |||
| {{ .:3-ise-debug:23.jpg?direct&400 |}} | {{ .:3-ise-debug:23.jpg?direct&400 |}} | ||
| + | |||
| * În a doua iterație vedem că suma calculată în prima iterație pentru cel mai puțin semnificativ bit al lui ''sum'' este **1**. Din datele de intrare: ''a[0] == 0'', ''b[0] == 0'' și ''c_in == 0'' am deduce că această sumă ar trebui să fie **0**. Inspectând expresia pentru calcul sumei, observăm că rezultatul pentru toți biții lui ''sum'' se calculează cu ''b[1]''. | * În a doua iterație vedem că suma calculată în prima iterație pentru cel mai puțin semnificativ bit al lui ''sum'' este **1**. Din datele de intrare: ''a[0] == 0'', ''b[0] == 0'' și ''c_in == 0'' am deduce că această sumă ar trebui să fie **0**. Inspectând expresia pentru calcul sumei, observăm că rezultatul pentru toți biții lui ''sum'' se calculează cu ''b[1]''. | ||
| + | |||
| {{ .:3-ise-debug:24.jpg?direct&400 |}} | {{ .:3-ise-debug:24.jpg?direct&400 |}} | ||
| + | |||
| * Modificăm codul, corectând cu expresia corectă a sumei, care depinde de ''i'', ''b[i]''. | * Modificăm codul, corectând cu expresia corectă a sumei, care depinde de ''i'', ''b[i]''. | ||
| + | |||
| {{ .:3-ise-debug:25.jpg?direct&400 |}} | {{ .:3-ise-debug:25.jpg?direct&400 |}} | ||
| + | |||
| * Dezactivăm breakpoint-urile, recompilăm simularea și inspectăm din nou diagrama de semnale. Cu modificările făcute, circuitul pare să funcționeze corect (cel puțin pentru cele 4 cazuri testate). | * Dezactivăm breakpoint-urile, recompilăm simularea și inspectăm din nou diagrama de semnale. Cu modificările făcute, circuitul pare să funcționeze corect (cel puțin pentru cele 4 cazuri testate). | ||
| + | |||
| {{ .:3-ise-debug:26.jpg?direct&400 |}} | {{ .:3-ise-debug:26.jpg?direct&400 |}} | ||
| + | |||
| * În continuare, pentru a ne asigura de funcționarea corectă a modului, acesta trebuie testat folosind mai multe combinații pentru variabilele de intrare (în special cazuri limită). La descoperirea unei erori în output, vom relua procesul de debugging, pentru a găsi și corecta bug-ul. | * În continuare, pentru a ne asigura de funcționarea corectă a modului, acesta trebuie testat folosind mai multe combinații pentru variabilele de intrare (în special cazuri limită). La descoperirea unei erori în output, vom relua procesul de debugging, pentru a găsi și corecta bug-ul. | ||
| - | {{ .:3-ise-debug:27.jpg?direct&400 |}} | ||
| + | {{ .:3-ise-debug:27.jpg?direct&400 |}} | ||
| - | == Resurse == | ||
| - | * <html><a class="media mediafile mf_pdf" href="/ac/wiki/tutoriale/3-ise-debug?do=export_pdf">PDF tutorial</a></html> | + | <html><a class="media mediafile mf_pdf" href="https://ocw.cs.pub.ro/courses/ac-is/tutoriale/3-ise-debug?do=export_pdf">PDF tutorial</a></html> |
