在MATLAB中調(diào)用Quartus SignalTap邏輯分析儀采集數(shù)據(jù)的方法

本文為大家介紹在 MATLAB 中調(diào)用 Signal Tap Logic Analyzer 采集數(shù)據(jù)的方法。列出計(jì)算機(jī)的環(huán)境配置和工程 stp 文件的配置，分析 MATLAB 中使用的腳本語(yǔ)句，以及講解在實(shí)操中可能遇到的問(wèn)題。

計(jì)算機(jī)的環(huán)境配置

在 Quartus 的安裝路徑下找到 alt_signaltap_run 文件，我們需要有這個(gè)文件才能在 MATLAB 中調(diào)用 Signal Tap Logic Analyzer。如下圖 (圖1) 所示：

圖1 Quartus 安裝路徑

將 alt_signaltap_run 文件的路徑添加到環(huán)境變量 “Path” 中。編輯環(huán)境變量，如下圖 (圖2) 所示：

圖2 編輯環(huán)境變量

添加路徑到環(huán)境變量中，如下圖 (圖3) 所示：

圖3 添加路徑到環(huán)境變量中

完成以上步驟，MATLAB 才能成功運(yùn)行 alt_signaltap_run 函數(shù)。這里 alt_signaltap_run 文件的路徑是 'D:ProgramFileintelFPGA_pro20.2quartusin64'，在 MATLAB 中輸入命令：

>> addpath 'D:ProgramFileintelFPGA_pro20.2quartusin64'
>> alt_signaltap_run

若出現(xiàn) alt_signaltap_run 函數(shù)的使用說(shuō)明，如下圖 (圖4) 所示，則環(huán)境配置成功。

圖4 MATLAB 命令行窗口

建議使用前輸入“alt_signaltap_run ( 'VERBOSE_ON' )” 命令啟用提示信息，方便排查問(wèn)題。數(shù)據(jù)采集結(jié)束后必須使用 “alt_signaltap_run ( 'END_CONNECTION' )” 命令結(jié)束本次 JTAG 通信，否則會(huì)一直占用 JTAG 端口。

工程 stp 文件配置

在工程中添加 stp 文件，設(shè)置好要采樣的信號(hào)。一般在使用時(shí)，輸入目標(biāo) instance 的名字作為參數(shù)，在 MATLAB 中會(huì)返回指定 instance 的所有信號(hào)單次采樣得到的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)已經(jīng)根據(jù) int32 或者 uint32 轉(zhuǎn)換成了十進(jìn)制，單個(gè)信號(hào)的位寬如果超過(guò)了 32 比特就會(huì)返回 0。因此對(duì)于要采樣的信號(hào)，如果超過(guò) 32 比特，需要分開(kāi)組合成若干信號(hào)。

圖5 Signal Tap Logic Analyzer 界面

在 MATLAB 中調(diào)用函數(shù)前，需要在 Signal Tap Logic Analyzer 中設(shè)置好 JTAG 配置并保存，讓 MATLAB 能通過(guò) stp 文件找到器件進(jìn)行采樣。

MATLAB 腳本

調(diào)用 Signal Tap 采集數(shù)據(jù)的 MATLAB 腳本包含 3 個(gè)關(guān)鍵命令：

將 alt_signaltap_run 的路徑添加到搜索路徑

調(diào)用 alt_signaltap_run 函數(shù)得到數(shù)據(jù)矩陣

斷開(kāi) JTAG 鏈接

一個(gè)簡(jiǎn)單的采集腳本，如下圖 (圖6) 所示：

圖6 MATLAB 調(diào)用腳本

其中 'D:ProgramFileintelFPGA_pro20.2quartusin64' 是 alt_signaltap_run 文件的路徑，而 stp 文件的完整路徑和文件名為'D:Project_Examples10_jesd204b_directoutput_filesstp1.stp'。運(yùn)行后會(huì)得到矩陣 data，每一列對(duì)應(yīng)指定 instance 中的每個(gè)信號(hào)，順序?yàn)?stp 文件信號(hào)的排列次序，每一行對(duì)應(yīng)一個(gè)樣點(diǎn)，可以提取需要的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算。采集的數(shù)據(jù)，如下圖 (圖7) 所示：

圖7 采集的數(shù)據(jù)

常見(jiàn)問(wèn)題

對(duì)實(shí)際操作中可能出現(xiàn)的常見(jiàn)問(wèn)題進(jìn)行小結(jié)。比如在 MATLAB 中輸入 alt_signaltap_run 命令導(dǎo)致 MATLAB 未知錯(cuò)誤閃退，這應(yīng)該是環(huán)境變量沒(méi)有設(shè)置好；在 MATLAB 提示無(wú)法建立 JTAG 鏈路，可能是 stp 文件的 JTAG 配置有更改，需要再次保存，才能通過(guò) stp 文件采集數(shù)據(jù)。

總結(jié)

本文通過(guò)講解實(shí)際操作步驟，介紹了在 MATLAB 中調(diào)用 Signal Tap Logic Analyzer 采集數(shù)據(jù)的方法，并總結(jié)了在使用過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題。