报与桃花一处开Vivado使⽤技巧（9）：Waveform功能详解
使⽤波形配置⽂件
Vivado Simulator允许⽤户⾃定义波形显⽰⽅式，当前的显⽰状态称作波形配置，波形配置可以保存为WCFG⽂件，供以后使⽤；⼀个波形配置对应⼀个Wave窗⼝，没有保存的波形配置显⽰为untitled；打开仿真后，File菜单中有与波形配置相关的指令：
这些控制功能依次是：
New Waveform Configuration：创建⼀个新的波形配置，Vivado会打开⼀个新波形窗⼝，但是不包含任何HDL对象，设计者从Scope或Object窗⼝中⼈⼯添加；
Open Waveform Configuration：打开配置⽂件同时打开⼀个波形窗⼝，会显⽰存储在WCFG⽂件中对象的波形数据；
Saving a Wave Configuration：保存当前波形配置到WCFG⽂件中
如果关闭了仿真，下次需要使⽤是只是想查看上次仿真的结果，⽽不是重新运⾏仿真，点击Flow菜单下的Open Static Simulation，选择WDB⽂件即可（在project.sim/sim_1/behav路径下）；静态仿真模式下，Vivado Simulator会从WDB⽂件中读取数据并显⽰；
运⾏仿真过程中，会将显⽰的HDL对象的波形活动、Sope窗⼝中的对象、Objects窗⼝中的对象存储到WDB⽂件中；但注意，Vivado不能打开2014.3版本之前创建的WDB⽂件；
窗⼝对象（wave object）草莓种子图片
向波形配置中添加⼀个HDL对象，其实并不是直接添加该对象，Vivado会创建⼀个窗⼝对象，该对象与HDL对象有联系也有区别;
⼀个HDL对象可以创建多个与其相关的窗⼝对象，且每个窗⼝对象的显⽰设置可以不同；⽐如⼀个⽤16进制显⽰，另⼀个⽤10进制显⽰ ；
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由HDL对象⽽来的窗⼝对象称作设计窗⼝对象，除此之外，还有其它的对象类型：（divider）、群组（group）、虚拟总线（virtual bus）；
这些对象都是为了提⾼观察波形的便捷性，前两者⽰例如下图；虚拟总线是将多个信号组合为⼀个总线显⽰；
波形窗⼝中包含Name、Value和波形三部分：
Name默认显⽰为short形式，右键菜单中Rename指令可以创建custom名称，Name指令选择显⽰⽅式为short、long（显⽰对象所处层次路径）或custom；
Value根据格式和基数设置显⽰⽅式不同，注意波形窗⼝中的radix和Objects窗⼝中的radix设置只作⽤于各⾃的窗⼝；
继默认Value显⽰的基数为16进制，想要改变默认设置，在波形窗⼝中点击Settings，选择⼀个Radix：
对于某⼀个具体波形对象的进制，只需要右击选择所需要的进制即可； Radix还可以选择为Real，设计者可以在Real Setting中设置Value 按指定的定点数或浮点数格式显⽰，提供了极⼤的便利性；该功能⾮常实⽤，⽐如CORDIC IP核在计算arctan函数时，输出数据为带符号、⼩数点从MSB三位后的格式，只需要在这⾥设置相应格式，就可以直接显⽰为-pi~pi的范围，⽽不需要⼈⼯计算；
再介绍下其它设置选项实现的功能效果：
Elide Setting：如果信号名字太长⽆法完整显⽰，该选项设置从哪边开始省略字符显⽰，包括left、middle和right；
Draw Waveform Shadow：选中，波形显⽰会带有阴影效果；
Show signal indices：选中，波形对象的Name左侧会显⽰对应的⾏数，并且可以拖动⾏数之间的横线来改变波形对象的⾼度;
Show grid lines：选中，波形窗⼝中会显⽰⽹格线；
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Snap to Transition/Floating Ruler：与测量有关，具体在下⽂介绍；
设置波形显⽰⽅式
有时总线数据⽤模拟波形的⽅式观察更直观，但注意信号的Radix设置必须符合数据显⽰要求，才能显⽰正确的波形；⽐如⼀个总线数据按带符号⼆进制补码编码，Radix必须设置为⼀种带符号格式；如果⼀个数据为浮点数格式，必须选择real并做正确的设置 ；
在对象右键->Waveform Style，可选择模拟（Analog）或数字（Digital）显⽰⽅式，Anolog Settings中可以设置模拟波形的显⽰⽅式。注意：模拟显⽰仅⽀持位宽不超过64Bits的总线；
各选项的设置⽅法和效果：
Row Height：规定选中对象的显⽰⾼度，单位为像素点数⽬，相当于收缩或拉伸波形的⾼度（digital显⽰⽅式⾼度为20，analog显⽰⾼度默认为100）；
Y Range：规定波形区域的数值显⽰范围。Auto模式下根据当前的仿真时间内的值⾃动选择范围，且会随时间更新；Fixed设置固定的显⽰范围；
Interpolation Style：设置将数据点连成线的插值⽅式，Liner表⽰线性插值，Hold表⽰保持插值，两个点之间的数据会保持前⼀个点的数据值；
Off Scale：设置超出显⽰范围的波形该如何处理，Hide会隐藏超出范围的部分，Clip会超出范围为的部分限制在最⼤值/最⼩值（即削顶），overlap在超出范围时仍然会显⽰波形，但是波形会叠在其它波形对象上；
和虎相配的属相Horizontal Line：选中会在指定值处画⼀条⽔平线；
此外，某些总线信号的有效顺序可能与定义的Bit顺序相反，可以在右键菜单中选择“Rever bit order”交换总线Bit顺序，如bus[7:0]交换后为bit[0:7]，信号的值和波形也会跟着改变；
观察波形辅助⼯具
上⽂提到窗⼝对象中包括如下三类，来帮助设计观察仿真结果：
Group：⼀个Group相当于⼀个容器，将相关的波形对象组合在⼀个⽂件夹中。选中想要添加的对象，右键->New Group即可建⽴⼀个新组。注意选中group后delete会删除掉该组和内部所有的对象，如果只是想解散组，使⽤右键菜单中的Ungroup；
Divider：divider⽤来隔离不同的HDL对象，点击信号的右键菜单中->New Divider，会在其下⽅创建⼀条隔离带，delete即可删除；
Virtual Bus：可以将多个标量或向量组合在⼀起作为虚拟总线显⽰，按顺序选中要添加的对象，右键->New Virtual Bus。同样delete 会删除掉虚拟总线所有对象，仅删除虚拟总线应使⽤Ungroup；
购物英语单词Vivado还提供了⼀些其它特性帮助设计者分析波形中的数据：
1.光标
在波形上单击，会出现黄⾊的光标，称之为主光标；按住Shift键，再在另⼀个地⽅点击，会出现第⼆个光标，称之为辅助光标（虚线，会替换原主光标所在位置）；顶部会显⽰每个光标所处的时间点，底部有刻度尺且显⽰两者之间的时间差（显⽰刻度尺需要在设置中选中Floating Ruler）；单击波形窗⼝的任意地⽅，即可隐藏辅助光标；
如果设置中选中了Snap to Transition，拖动光标过程中会有⼀个根据数据转换状态变换的圈（不选中该功能始终为空⼼圈，不会变化）；空⼼圈○表⽰光标处在信号的两个过度点之间（过度点即为值发⽣改变的点）；实⼼圈●表⽰光标位于过度点处或标记（marker）上； 通过此功能，设计者即可准确地将光标置于信号的边缘处；波形窗⼝⼯具栏中还有Previous Transition和Next Transition两个功能，可以改变光标位置到选定对象的前⼀个或后⼀个过渡点；
2.标记
标记（Marker）⽤来指⽰波形中设计者关⼼的重⼤事件，可以对与标记事件相关的时间进⾏测量。在窗⼝⼯具栏中点击Add Marker（如下图红框）添加标记，⾃动测量并显⽰标记与光标之间的时间差；
标记同样⽀持Snap to Transition功能，让设计者可以准确地标记信号边缘；在标记上右键，选中Delete Marker或Delete All Markers即可删除标记；底部也会显⽰时间刻度尺辅助时间测量，0时刻从辅助光标开始，如果没有辅助光标会从选中的Marker处开始；
游动标尺只在标记或者 光标出现后才显⽰，或者可以在tting中进⾏设置；
3.查找功能
右键菜单中Find/Find Value可分别⽤于查找某⼀对象或者选中对象中的特定值。空⽩框中输⼊带查找字符串，必须与设置的Radix相符，否则编辑框会变为红⾊提⽰错误（如⼗六进制就只能输⼊0-F）；
句号的点‘.’相当于通配符，如查找“1.2”，便会找到102、112等等；
match选项⽤来设置匹配模式，主要有以下⼏种模式：
中国最美高速公路exact：必须严格匹配，例如输⼊的查找值为123，则找到的⼀定是123,⽽不是1234或者4123 ；值得注意的是该模式会忽略开头的0；
beginning：开头匹配即可，如输⼊的查找值为123，则找到的可能为123或者1234、12345；
end：结尾匹配即可，如输⼊的查找值为123，则找到的可能为123或者4123、5123；
Previous和Next在结果之间切换，如果没有找到⼯具条会显⽰“Value not found”；
