使用波形配置檔案

Vivado Simulator允許使用者自定義波形顯示方式，當前的顯示狀態稱作波形配置。波形配置可以儲存為WCFG檔案，供以後使用。一個波形配置對應一個Wave視窗，沒有儲存的波形配置顯示為untitled。開啟模擬後，File選單中有與波形配置相關的指令：

這些控制功能依次是：

• New Waveform Configuration：建立一個新的波形配置，Vivado會開啟一個新波形視窗，但是不包含任何HDL物件，設計者從Scope或Object視窗中人工新增；
• Open Waveform Configuration：開啟配置檔案同時開啟一個波形視窗，會顯示儲存在WCFG檔案中物件的波形資料；
• Saving a Wave Configuration：儲存當前波形配置到WCFG檔案中。

如果關閉了模擬，下次需要使用是隻是想檢視上次模擬的結果，而不是重新執行模擬，點選Flow選單下的Open Static Simulation，選擇WDB檔案即可（在project.sim/sim_1/behav路徑下）。靜態模擬模式下，Vivado Simulator會從WDB檔案中讀取資料並顯示。

執行模擬過程中，會將顯示的HDL物件的波形活動、Sope視窗中的物件、Objects視窗中的物件儲存到WDB檔案中。但注意，Vivado不能開啟2014.3版本之前建立的WDB檔案。

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視窗物件（wave object）

向波形配置中新增一個HDL物件，其實並不是直接新增該物件，Vivado會建立一個視窗物件，該物件與HDL物件有聯絡也有區別。藉助此特性，一個HDL物件可以建立多個與其相關的視窗物件，且每個視窗物件的顯示設定可以不同。比如一個用16進位制顯示，另一個用10進位制顯示。

由HDL物件而來的視窗物件稱作設計視窗物件，除此之外，還有其它的物件型別：隔離帶（divider）、群組（group）、虛擬匯流排（virtual buses）。這些物件都是為了提高觀察波形的便捷性，前兩者示例如下圖。虛擬匯流排是將多個訊號組合為一個匯流排顯示。

波形視窗中包含Name、Value和波形三部分。

• Name預設顯示為short形式，右鍵選單中Rename指令可以建立custom名稱，Name指令選擇顯示方式為short、long（顯示物件所處層次路徑）或custom。

• Value根據格式和基數設定顯示方式不同，注意波形視窗中的radix和Objects視窗中的radix設定只作用於各自的視窗。

預設Value顯示的基數為16進位制，想要改變預設設定，在波形視窗中點選Settings，選擇一個Radix：

順便再介紹下其它設定選項實現的功能效果：

• Elide Setting：如果訊號名字太長無法完整顯示，該選項設定從哪邊開始省略字元顯示，包括left、middle和right。
• Draw Waveform Shadow：選中，波形顯示會帶有陰影效果。
• Show signal indices：選中，波形物件的Name左側會顯示對應的行數，並且可以拖動行數之間的橫線來改變波形物件的高度。
• Show grid lines：選中，波形視窗中會顯示網格線。
• Snap to Transition/Floating Ruler：與測量有關，具體在下文介紹。

在選中物件的右鍵選單->Radix中可以設定單個訊號的基數（應與該訊號的本質相符），常見的基數已經非常熟悉。Radix還可以選擇為Real，設計者可以在Real Setting中設定Value按指定的定點數或浮點數格式顯示，提供了極大的便利性。

該功能非常實用，比如CORDIC IP核在計算arctan函式時，輸出資料為帶符號、小數點從MSB三位後的格式，只需要在這裡設定相應格式，就可以直接顯示為-pi~pi的範圍，而不需要人工計算。

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設定模擬波形顯示方式

有時匯流排資料用模擬波形的方式觀察更直觀，但注意訊號的Radix設定必須符合其本質，才能顯示正確的波形。比如一個匯流排資料按帶符號二進位制補碼編碼，Radix必須設定為一種帶符號格式；如果一個資料為浮點數格式，必須選擇real並做正確的設定。

在物件右鍵->Waveform Style，可選擇模擬（Analog）或數字（Digital）顯示方式，Anolog Settings中可以設定模擬波形的顯示方式。注意：模擬顯示僅支援位寬不超過64Bits的匯流排。

下面介紹一下各選項的設定方法和效果：

• Row Height：規定選中物件的顯示高度，單位為畫素點數目，相當於收縮或拉伸波形的高度（digital顯示方式高度為20，analog顯示高度預設為100）。
• Y Range：規定波形區域的數值顯示範圍。Auto模式下根據當前的模擬時間內的值自動選擇範圍，且會隨時間更新；Fixed設定固定的顯示範圍。
• Interpolation Style：設定將資料點連成線的插值方式，Liner表示線性插值，Hold表示保持插值，兩個點之間的資料會保持前一個點的資料值。
• Off Scale：設定超出顯示範圍的波形該如何處理，Hide會隱藏超出範圍的部分，Clip會超出範圍為的部分限制在最大值/最小值（即削頂），overlap在超出範圍時仍然會顯示波形，但是波形會疊在其它波形物件上。
• Horizontal Line：選中會在指定值處畫一條水平線。

此外，某些匯流排訊號的有效順序可能與定義的Bit順序相反，可以在右鍵選單中選擇“Reverse bit order”交換匯流排Bit順序，如bus[7:0]交換後為bit[0:7]，訊號的值和波形也會跟著改變。

在時間刻度上右鍵，可以設定顯示時間的方式，包括fs、ps、ns、us、ms、s，Auto會自動選擇最適合的單位，Default表示HDL設計中規定的模擬精度。此外還有Samples以離散取樣數值的方式顯示，User為使用者自定義的時間單位，但這兩個設定對HDL無效。

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觀察波形輔助工具

上文提到視窗物件中還包括如下三類，來幫助設計觀察模擬結果：

• Group：一個Group相當於一個容器，將相關的波形物件組合在一個資料夾中。選中想要新增的物件，右鍵->New Group即可建立一個新組。注意選中group後delete會刪除掉該組和內部所有的物件，如果只是想解散組，使用右鍵選單中的Ungroup。
• Divider：divider用來隔離不同的HDL物件，點選訊號的右鍵選單中->New Divider，會在其下方建立一條隔離帶，delete即可刪除。
• Virtual Bus：可以將多個標量或向量組合在一起作為虛擬匯流排顯示，按順序選中要新增的物件，右鍵->New Virtual Bus。同樣delete會刪除掉虛擬匯流排所有物件，僅刪除虛擬匯流排應使用Ungroup。

除此之外，Vivado還提供了一些其它特性幫助設計者分析波形中的資料：

1.游標

在波形上單擊，會出現黃色的游標，稱之為主游標；按住Shift鍵，再在另一個地方點選，會出現第二個游標，稱之為輔助游標（虛線，會替換原主游標所在位置）。頂部會顯示每個游標所處的時間點，底部有刻度尺且顯示兩者之間的時間差（顯示刻度尺需要在設定中選中Floating Ruler）。單擊波形視窗的任意地方，即可隱藏輔助游標。

如果設定中選中了Snap to Transition，拖動游標過程中會有一個根據資料轉換狀態變換的圈（不選中該功能始終為空心圈，不會變化）。空心圈○表示游標處在訊號的兩個過度點之間（過度點即為值發生改變的點）；實心圈●表示游標位於過度點處或標記（marker）上。如下圖所示：

通過此功能，設計者即可準確地將游標置於訊號的邊緣處。波形視窗工具欄中還有Previous Transition和Next Transition兩個功能，可以改變游標位置到選定物件的前一個或後一個過度點。可以同時選中多個物件。

2.標記

標記（Marker）用來指示波形中設計者關心的重大事件，可以對與標記事件相關的時間進行測量。在視窗工具欄中點選Add Marker（如下圖紅框）新增標記，自動測量並顯示標記與游標之間的時間差。

標記同樣支援Snap to Transition功能，讓設計者可以準確地標記訊號邊緣。在標記上右鍵，選中Delete Marke**r或**Delete All Markers即可刪除標記。底部也會顯示時間刻度尺輔助時間測量，0時刻從輔助游標開始，如果沒有輔助游標會從選中的Marker處開始。

3.查詢功能

右鍵選單中Find/Find Value可分別用於查詢某一物件或者選中物件中的特定值。空白框中輸入帶查詢字串，必須與設定的Radix相符，否則編輯框會變為紅色提示錯誤（如十六進位制就只能輸入0-F）。

句號的點‘.’相當於萬用字元，如查詢“1.2”，便會找到102、112等等。Match用於設定匹配模式，Beginning、End（以查詢內容為開頭或結尾）或Exact（精確值）。Previous和Next在結果之間切換，如果沒有找到工具條會顯示“Value not found”。