GVIO 構成ファイルの作成

その操作手順は以下のとおりです。

1. Gowin ソフトウェアの Design ウィンドウで右クリックし、「New File ……」を選択すると「New」ダイアログボックスがポップアップします (図 3-1)。
2. 「GVIO Config File」を選択して「OK」をクリックすると、「New GVIO Config File」ダイアログボックスがポップアップします (図 3-2)。
3. 「Name」編集ボックスで構成ファイル名を入力し、「OK」をクリックします。

図 3-1 GVIO 構成ファイルの作成: 「New」ダイアログボックスが表示され、ファイルタイプを選択できます。GVIO Config File がリストに含まれています。

GVIO 構成ファイルの追加

その操作手順は以下のとおりです。

1. Design ウィンドウで右クリックし、「Add File…」を選択すると「Select Files」ダイアログボックスがポップアップします。
2. 既存の GVIO 構成ファイル (.gvio) を選択して、「Design」ウィンドウに追加します。

Design ウィンドウで構成ファイル (.gvio) をダブルクリックすると、Gowin ソフトウェアのメインウィンドウで GVIO 構成ウィンドウがポップアップします (図 3-3)。GVIO 構成ウィンドウには、機能コアの数を構成するための「GVIO Core」ビューと、対応する Core の信号構成ビューが含まれます。そのうち Core の信号構成ビューには、サンプリング信号を構成するための「Probe In」ビューとスティミュラス信号を構成するための「Probe Out」ビューが含まれます。

図 3-3 GVIO ツールの構成ウィンドウ: GVIO 構成ウィンドウが表示され、「GVIO Core」ビューと「Probe Ports」セクション（「Probe In」と「Probe Out」を含む）が示されています。

機能コアの数の構成

図 3-4 に示すように、「GVIO Core」ビューは、現在のプロジェクトで使用されている機能コアの数を表示および管理するために使用されます。「GVIO Core」ビューにはデフォルトで gvio_0 のみが含まれ、最大 16 個の Core (gvio_0~gvio_15) をサポートします。その関連操作は次のとおりです。

1. 「GVIO Core」ビューの任意の場所を右クリックし、「Add」をクリックして新しい GVIO Core を追加します。
2. 「GVIO Core」ビューで Core を右クリックして「Remove」をクリックすると、対応する Core が削除されます。
3. 中間番号の Core が削除されると、それに応じて後続の Core 番号も減少するため、Core 番号は常に連続的にインクリメントされます。
4. Core を左クリックすると、右側に対応する Core の構成ビューが表示されます。たとえば、「GVIO Core」ビューで「gvio_3」を選択すると、「gvio_3」構成ビューが右側に表示されます (図 3-5)。

注意:

• 「GVIO Core」ビューに Core が 1 つしかない場合、削除は禁止されています。Core を右クリックして Remove を選択すると、削除禁止プロンプトボックスがポップアップします (図 3-6)。
• 最大 16 個の Core がサポートされます。16 個の Core の上にさらに Core を追加すると、プロンプトボックスがポップアップします (図 3-7)。

図 3-4「GVIO Core」ビュー: GVIO Core のリストが表示され、デフォルトで "gvio_0" が含まれています。

図 3-5 選択された Core の構成ウィンドウ: GVIO Core "gvio_3" が選択され、その Probe Ports (Probe In, Probe Out) が表示されています。

図 3-6 唯一の Core を削除する場合のプロンプトボックス: 「Remove GVIO」ダイアログが表示され、「The only GVIO can not be removed.」というメッセージが表示されます。

図 3-7 GVIO コア数の上限を超えた場合のプロンプトボックス: 「Warning」ダイアログが表示され、「Support 16 GVIOs at most.」というメッセージが表示されます。

サンプリング信号の構成

「Probe In」ビューは、機能コアのサンプリング・ポートを構成するために使用されます (図 3-3)。「Probe In」ビューは、Probe In0 ~ Probe In63 を含む最大 64 個のサンプリング・ポートをサポートし、各ポートの幅の範囲は 1 ~ 256 ビットです。「Probe In」ビューでサポートされる操作は次のとおりです。

1. 「Add」をクリックすると、「Probe In」ポートが追加されます。
2. 「Remove」をクリックすると、「Probe In」ポートが削除されます。
3. いずれかの Probe In ポートをダブルクリックすると、「Probe In Port」ダイアログ ボックスがポップアップします (図 3-8)。
4. 「?」をクリックすると「Search Nets」ダイアログボックスがポップアップします。「Search」ボタンをクリックして検索します (図 3-9)。サンプリングできない信号はグレー表示され、選択できません。
5. サンプリング信号を選択します。図 3-9 では、左側にフィルタリングされた信号が表示され、右側に選択された信号が表示されています。「Add」または「Add all」ボタンを使用して、左側の信号を右側に追加することができます。「OK」をクリックします。

図 3-8 「Probe In Port」ダイアログボックス: 「Probe In Port」ダイアログが表示され、信号の追加や削除、検索が可能です。

注記:

図 3-8 の MSB と LSB は、それぞれサンプリング・ポートの上位と下位を表します。

「Probe In Port」ダイアログボックスの信号は、次の操作をサポートします。

• サンプリング信号の削除をサポート: サンプリング信号をクリックして選択するか、Shift+左キーまたは Ctrl+左キーで複数のトリガ信号を選択し、「❌」をクリックして削除します。
• ドラッグ&ドロップによる信号の並べ替えをサポート: トリガ信号をクリックするか、Shift+左キーと Ctrl+左キーで複数のトリガ信号を選択し、そして左クリックしてドラッグし、信号の並べ替えを完了します。
• 同じ Probe In Port に同じ信号の繰り返し追加はできません。そのルールは以下の通り:
  • 個々の信号を繰り返し追加すると、追加失敗になります。
  • バス信号のサブ信号が既に追加されている場合、このバス信号を再度追加すると、追加されたサブ信号は削除され、バス信号全体は保持されます。
  • バス信号が既に追加されている場合、そのサブ信号を追加すると、追加失敗になります。

図 3-9 Probe In Port の「Search Nets」ダイアログボックス: 「Search Nets」ダイアログが表示され、信号を検索するためのオプション（Normal, Wildcard, Regular Expression）があります。

「Search Nets」ダイアログボックスでは、Normal、Wildcard、Regular Expression の 3 つのオプションは相互に排他的です。

• Normal オプションは、通常の方法による検索です。このオプションを選択した場合、Search ボタンをクリックすると「Name」テキストボックスに含まれる文字列が検索されます (図 3-10)。
• Wildcard オプションは、ワイルドカードによる検索です。このオプションを選択した場合、Search ボタンをクリックすると Name テキストボックスに含まれる文字列が検索されます。ワイルドカード (*、?) が使用できます (図 3-11)。
• Regular Expression オプションは正規表現による検索です。このオプションを選択した場合、Search ボタンをクリックすると、Name テキストボックスに含まれる文字列が検索されます。正規表現を使用できます (図 3-12)。
• 「Case Sensitive」にチェックを入れると、信号のマッチングを行う時、大文字と小文字が区別されます。Search Nets ダイアログの下にある Signal 領域では、左クリックによる単一選択、Shift +左クリックまたは Ctrl +左クリックによる複数選択などの機能がサポートされています。

図 3-10 Normal モード: 「Search Nets」ダイアログで Normal モードが選択されており、検索対象の信号名を入力できます。

図 3-11 ワイルドカードモード: 「Search Nets」ダイアログで Wildcard モードが選択されており、ワイルドカード (*) を使用して信号を検索できます。

図 3-12 正規表現モード: 「Search Nets」ダイアログで Regular Expression モードが選択されており、正規表現を使用して信号を検索できます。

Advanced Filter にチェックを入れると、高度なフィルタリング方法が使用されます。これにより、さらにフィルタリング条件を設定して、目的の信号をより正確に見つけることができます。ここで:

• Search In オプションでは、どのモジュールから信号をフィルタリングするか設定できます。
• Include Subentries オプションでは、サブモジュールから信号をフィルタリングするかどうか設定できます。
• Hierarchy View オプションは、階層表示のために使用されます。

図 3-13 に示すように、「Search In」で「top」を選択し、かつ「Include Subentries」および「Hierarchy View」をチェックした後、「Search」ボタンをクリックすると、top モジュールとそのサブモジュールに関連するすべての出力信号が階層形式で表示されます。

図 3-13 高度なフィルタリング方法: 「Search Nets」ダイアログで Advanced Filter が有効になっており、Hierarchy View と Include Subentries オプションが選択されています。

スティミュラス信号の構成

「Probe Out」ビューは、機能コアのスティミュラス・ポートを構成するために使用されます。GVIO コアからのこれらの出力信号は、周辺のユーザー・デザインに駆動され、その出力値は任意の値に初期化することもできます。「Probe Out」ビューは、「Ports」、「Initial Value」、および「Output Probe Synchronizes with User Clock」という 3 つの部分で構成されています (図 3-3)。そのうち「Ports」は、Probe Out0 ~ Probe Out63 を含む最大 64 個のスティミュラス・ポートをサポートし、各ポートの幅の範囲は 1 ~ 256 ビットです。「Initial Value」は、対応するスティミュラス信号の初期値を設定するために使用されます。「Output Probe Synchronizes with User Clock」は、スティミュラス信号をユーザーが設定したクロック信号に同期させるかどうかを設定するために使用されます。「Probe Out」ビューでサポートされる操作は次のとおりです。

• 「Add」をクリックすると、「Probe Out」ポートが追加されます。
• 「Remove」をクリックすると、「Probe Out」ポートが削除されます。
• いずれかの Probe Out ポートをダブルクリックすると、「Probe Out Port」ダイアログボックスがポップアップします (図 3-14)。
• 「?」をクリックすると「Search Nets」ダイアログボックスがポップアップします。「Search」ボタンをクリックして検索します (図 3-15)。スティミュラス信号として使用できない信号はグレー表示され、選択できません。このうち、ソースのない信号はスティミュラス信号として使用できます。
• スティミュラス信号を選択して「OK」をクリックします。
• スティミュラス信号の右側で対応する Initial Value を設定します。そのデフォルト値は 0 で、16 進数で表示されます。
• 「Output Probe Synchronizes with User Clock」をチェックすると、スティミュラス信号はユーザーが設定したクロック信号に同期するようになります。[Clock] の右側にある「…」ボタンをクリックすると、クロック信号を追加するための「Search Nets」ダイアログボックスが開きます。

図 3-14 「Probe Out Port」ダイアログボックス: 「Probe Out Port」ダイアログが表示され、信号の追加や削除、検索が可能です。

図 3-15 Probe Out Port の「Search Nets」ダイアログボックス: 「Search Nets」ダイアログが表示され、スティミュラス信号を検索するためのオプションがあります。

注意:

• 構成ファイル (.gvio) を保存する時、構成した同期クロック信号が存在しない場合、この同期クロック信号が存在しないことを示すメッセージがポップアップします (図 3-16)。
• 「Output Probe Synchronizes with User Clock」がチェックされているが、同期クロックが構成されていない場合は、同期クロックが選択されていないことを示すメッセージがポップアップします (図 3-17)。
• Probe In ポートと Probe Out ポートの少なくとも 1 つのために信号を構成する必要があります。そうしないと、エラーが報告されます (図 3-18)。

図 3-16 同期クロック信号が存在しないことを示すプロンプトボックス: エラーダイアログが表示され、「Your settings contain some errors.」というメッセージが表示されます。

図 3-17 同期クロックが選択されていないことを示すプロンプトボックス: エラーダイアログが表示され、「Your settings contain some errors.」というメッセージが表示されます。

図 3-18 スティミュラス・ポートとサンプリング・ポートが両方とも有効になっていないことを示すプロンプトボックス: エラーダイアログが表示され、「Your settings contain some errors.」というメッセージが表示されます。

3.1.3 ビットストリームファイルの生成

GVIO ファイルの構成が完了したら、「Process」ウィンドウで「Place&Route」をダブルクリックしてユーザーデザイン全体の配置配線を実行すると、ユーザーデザインと GVIO 構成情報を含む、デフォルトのファイル名がプロジェクト名のビットストリームファイルが生成されます。このファイルはデフォルトでプロジェクトパスの下の「/impl/pnr/」に配置されます。

4.1.1 GVIO の起動

ロジック・アナライザとして、GVIO は GAO と同様で、Gowin Analyzer Oscilloscope ツール上で動作します。.gvio ファイルをロードする手順は以下のとおりです。

1. メニューバーで「Tools」を選択します。
2. 表示されるドロップダウン・リストから「Gowin Analyzer Oscilloscope」を選択し、GVIO ツールを起動します。デフォルトでは、プロジェクト内の有効な .gvio ファイルがロードされます。または、「Open」ボタンをクリックして、ロードする .gvio ファイルを選択します。

また、IDE ツールバー上のアイコン「▶️」をクリックして GVIO ツールを起動することもできます。.gvio ファイルの構成については、3.1.2 GVIO ファイルの構成を参照してください。

注記:

コマンドラインを使用して GVIO ツールを起動することができます。実行可能プログラムは IDE インストールパス/IDE/bin/gvio_analyzer.exe です (図 4-2)。そのコマンドパラメータは次のとおりです。

• -gvio: .gvio ファイルを指定します。このコマンドはオプションです。
• -gao: .rao ファイルを指定します。このコマンドはオプションです。
• -dir: GAO キャプチャ画面上の「Open」ボタンで開くパスを指定します。このコマンドはオプションです。
• -family: シリーズを指定します。このコマンドは必須です。
• -device: device version を含むデバイスを指定します。例えば、GW1N-4D の D は device version を表します。このコマンドは必須です。
• -fs : GAO-Programmer によってロードされる fs ファイルを指定します。このコマンドはオプションです。

GVIO と GAO による共同デバッグを実行する場合は、-gvio と -gao の両方のパラメータを指定する必要があります。

図 4-1 GVIO ツールの構成ウィンドウ: GVIO ツールウィンドウが表示され、Target Jtagserver、Cable、Location、Configuration、Programmer、GVIO Core などの設定項目があります。

図 4-2 コマンドラインを使用して GVIO ツールを起動する方法: コマンドプロンプトで GVIO ツールを起動するコマンドラインの例を示しています。

.gvio ファイルが更新されると、Reload プロンプトボックスが表示されます (図 4-3)。「Reload」ボタンをクリックすると、更新された .gvio ファイルが再ロードされます。

図 4-3 Reload プロンプトボックス: GVIO ツールウィンドウに、ディスク上のファイルが変更されたことを示すメッセージが表示され、Reload ボタンがあります。

4.1.2 GVIO の実行

図 4-1 に示すように、GVIO ウィンドウにはツールバーと Configuration ビューがあります。ツールバーでは構成ファイル (.gvio) をロードし、Target Jtagserver と Cable タイプを構成することができます。「Configuration」ビューには Programmer と機能コアの構成が含まれており、そのうち機能コアの構成には GVIO コアの有効化、スティミュラス信号の構成、およびサンプリング信号の表示が含まれます。

4.2 GVIO と GAO による共同デバッグ

GVIO と GAO の組み合わせは、より強力なデバッグ環境を提供します。GVIO は、制御信号をリアルタイムで更新して GAO のトリガー条件を強制的に発生させることができ、それによって外部センサー・データなどのシミュレーションが実現されます。また、GAO のサンプリングを通じて対応するロジック応答を取得できるため、デバッグが容易になります。