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FPGA Debugging

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FPGA Debugging

Das Debuggen von FPGAs mit traditionellen Instrumenten (Logikanalysator) ist eine große Herausforderung. Dieser Prozess reduziert sich oft auf das zufällige "Schießen" über die Daten und das Sammeln eines sehr kleinen Teils davon.

EXOSTIV™ erhöht die Sichtbarkeit in einem FPGA um mehrere Größenordnungen.  Man erhält eine wesentlich bessere Aussage über die Qualität und Zuverlässigkeit der implementierten Zustandsmaschinen, Steuerungen und dem dazugehörenden Datenfluss.

Mit Hilfe von EXOSTIV™ wird die Debug Zeit eines FPGA deutlich reduziert.


Warum EXOSTIV™?

Exostiv Labs Introduction

Quelle: Exostiv™ Labs

Drastische Zunahme in der Komplexität von In-Lab FPGA Debugging

FPGA Programmierbarkeit hat es Ingenieuren traditionell ermöglicht, Board Prototypen im Labor für Debugging und Verifizierung zu verwenden. Diese Systeme werden bei voller Geschwindigkeit in einer "realen" Umgebung verwendet, um Modellierungsfehler zu vermeiden und extrem lange Simulationszeiten zu vermeiden.

Angesichts der hohen Komplexitäten die heute von FPGAs erreicht werden, ist eine ausreichende Sichtbarkeit in Bezug auf den zu testenden FPGA Baustein, durch übliche instrumentenbasierte Methoden (z.B. mit Hilfe von einem Logikanalysator), nicht mehr möglich.


EXOSTIV™ multipliziert FPGA-Sichtbarkeit um das 200.000fache!

EXOSTIV™ ist eine völlig neue Art von eingebetteter Instrumentierung, die bei "board bring-up" im Labor verwendet wird. Es wird eine bis zu 200.000fach höhere Sichtbarkeit auf das zu testende System, als herkömmliche Instrumentierungstechniken, erreicht.

EXOSTIV™ wird auf den Ziel- oder Prototyping Boards verwendet, die mit hoher Geschwindigkeit laufen, im Gegensatz zu softwarebasierten Techniken und Emulation. Es bietet über weite Zeiträume eine erweiterte Sichtbarkeit auf interne Knoten - und dies mit einer minimalen Erhöhung der FPGA Ressourcen.


EXOSTIV™ FPGA Debug Lösung

Quelle: Exostiv™ Labs

EXOSTIV™ FPGA Debug Lösung

Debuggen von FPGAs bei voller Geschwindigkeit und mit einer Sichtbarkeit im Gigabyte Bereich

EXOSTIV™ ist eine innovative Debug Lösung für FPGA Boards.

Es bietet Simulator ähnliche Sichtbarkeit - bis zu 200.000 Mal höher als JTAG basierte Tools - und eine schnelle Debug Bearbeitungszeit für Standard- und kundenspezifische FPGA Boards.

EXOSTIV™ verkürzt die Debug- und Analysezeit von Monaten auf Wochen.

Leistungen
  • Geringere Gesamtkosten für das Engineering
  • Schnellere Markteinführung für Ihr FPGA basiertes Produkt oder Ihrem IC
  • Die enormen Kosten von Fehlern, die in die Produktion gelangen, werden eingespart

EXOSTIV™ IP

Quelle: Exostiv™ Labs

EXOSTIV™ IP

EXOSTIV™ IP verwendet die MGTs (Multi Gigabit Transceiver), um aus dem FPGA erfasste Daten in einen externen Speicher zu übertragen. EXOSTIV™ IP unterstützt, simultan wiederholend, die Erfassung von bis zu 32.768 internen Knoten - und das bei voller FPGA Betriebsgeschwindigkeit (16 Datensätze x 2.048 Bit *).

EXOSTIV™ IP stellt dynamische Multiplexer Steuerelemente bereit mit denen, ohne dass eine erneute Kompilierung erforderlich ist, noch mehr Datensätze erfasst werden können. Wenn erweiterte Erfassungen eines reduzierten Datensatzes erforderlich sind, ermöglichen dynamische ON/OFF Steuerungen von Datensätzen die Auswahl des Datensatzes und die Beibehaltung der Bandbreite des MGT.

Im Gegensatz zu herkömmlichen embedded Messverfahren, muss hier der gesamte Debug-Trace nicht im FPGA Speicher gespeichert werden. Dank der flexiblen IP Struktur von EXOSTIV™ können FPGA Knoten während langer Betriebszeiten erreicht, und gleichzeitig die Speicherressourcen im FPGA beibehalten werden.

* Die tatsächliche Erreichbarkeit der internen Knoten hängt von den verfügbaren FPGA Ressourcen für das Debuggen ab.


EXOSTIV™ Probe

Quelle: Exostiv™ Labs

EXOSTIV™ Probe

Bis zu 8 Gigabyte Speicher im EXOSTIV™ Probe dienen zum Empfangen und Speichern von Daten aus dem FPGA. Diese USB 3.0 Super Speed Box bildet den Kommunikationskanal zwischen der EXOSTIV™ Anwendung und dem IP.

EXOSTIV™ Probe stellt mehrere physikalische Verbindungsarten mit der Zielplatine, auf der sich das getestete FPGA befindet, zur Verfügung. 1 bis 4 Gigabit-Transceiver (jeweils bis zu 6,6 Gb/s) können über SFP/SFP+ - oder HDMI Anschlüsse und Kabel verwendet werden.

Außerhalb des Ziel-FPGAs befindet sich im EXOSTIV™ Probe ein großer Speicher mit hohem Datendurchsatz. Der Schlüssel, um das FPGA Debugging mit einer 200.000fach höheren Sichtbarkeit überhaupt zu ermöglichen, ist das sich dieser Speicher außerhalb des unter Test befindlichen FPGA Bausteins befindet. Denn bei einer Nutzung des internen FPGA Speichers wäre es nicht möglich.


EXOSTIV™ Dashboard I Application

Quelle: Exostiv™ Labs

EXOSTIV™ Dashboard I Application

EXOSTIV™ Dashboard setzt sich aus dem Core Inserter sowie dem Analyzer zusammen.

Der EXOSTIV™ Core Inserter verwaltet die Konfiguration-IP und implementiert sie auf RTL- oder Syntheseebene in das Design. Zu diesem Zweck wird eine Verbindung mit dem FPGA Entwicklungstool hergestellt.

Der EXOSTIV™ Analyzer verwaltet Datenerfassungen aus dem Zieldesign. Er stellt Tools und Steuerelemente zum Anzeigen, Analysieren und Exportieren der erfassten Daten zur Verfügung. Dazu enthält EXOSTIV™ Analyzer MYRIAD, den branchenweit ersten Waveform Viewer, mit dem Terabytes von Waveform Daten verarbeitet werden können.

EXOSTIV™ Dashboard enthält die wesentlichen Steuerelemente und Tools zur Beschleunigung der Debugging Phase am im Betrieb laufenden FPGA. Der enthaltene MYRIAD Waveform Viewer bietet die Möglichkeit der Verarbeitung und Visualisierung von sehr großen Waveform Datenbanken.

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