NoC性能监控器调试指南

本文作者：AMD 工程师 Kevin Noonan

本篇博客展示了如何访问 NPI 为 NoC（片上网络）公开的 Performance Monitor（性能监控器）寄存器，这些寄存器用于监控 NoC 的性能。

NoC 包含以下组件：

NMU（NoC 主单元）

NSU（NoC 从单元）

DDRMC（集成存储器控制器）

上述每个组件都有自己的一组 Performance Monitor 寄存器。

什么是 Performance Monitor？

Performance Monitor 是在每个 NoC 中嵌入的一组寄存器，允许用户通过一组给定的指标来观察流量。这些指标包括：

突发计数

待处理的传输事务数

溢出和字节计数（下限和上限）

最大/最小时延值

累积时延（下限和上限）

解决方案:

除了使用基于 Python 的 ChipScoPy 方案外，还可以通过 XSDB（使用 Tcl）或系统上运行的应用程序 (C/C++) 来访问这些指标寄存器。

在本演示中选择通过 XSDB 运行 Tcl 脚本。将该脚本转换为 C++ 相对简单，随后即可将其作为应用程序来运行。

该脚本包含：

硬编码的寄存器地址（这些地址与器件相关，本例中器件为 VPK120）

读写函数

锁定和解锁函数

循环函数

演示设计 (VPK120)：

该设计包含一个 NoC 和两个可综合的 Performance AXI Traffic Generator (TG)，用于驱动 AXI 传输事务流量。这些 TG 共享同一个 CSV 文件：

该 CSV 包含两个场景。第一个场景包括一次写入事务、一次读/写事务和一次读取事务；第二个场景（本演示重点）是循环读/写传输事务。

我们通过切换 Virtual Input/Output 来启用流量生成器并选择 CSV 场景。

设置演示：

下载 recreate.tcl 和 Custom.csv

使用 Source 命令运行 recreate.tcl（打开 AMD Vivado 设计套件，在 Tcl 控制台中运行 source recreate.tcl）

在 Vivado 中，打开生成工程的 XPR

右键单击 design_1，然后单击“Create HDL Wrapper”（创建 HDL 封装文件）。选择“Let Vivado manage wrapper and auto-update”（让 Vivado 管理封装文件并自动更新）选项

运行综合与实现

生成器件镜像

打开硬件管理器

如何运行演示：

我们将启动器件，并使其做好连接准备 (JTAG) 工作，以便允许我们通过直接连接或者通过远程硬件服务器来进行调试。随后，我们将为自己的设计完成 Vivado 硬件管理器设置，并连接到目标硬件。 

我们通过使用 VIO 来触发 Traffic Generator 运行 CSV 中的第二个场景（循环读/写）。

返回到器件后，我们将使用 XSDB（赛灵思调试实用工具）来运行脚本并观察轮询到的传输事务指标。

在器件上：

无论您如何管理器件，请启动它并确保其可连接到 Vivado 硬件管理器。

这里需要运行 hw_server 以便远程连接。

在 Vivado 中：

注释：您可以为其他器件重做此设计，但请确保将脚本中的寄存器值更新为正确的目标寄存器。

如果您对应使用哪些寄存器存有疑问，请参阅：000035076 - Versal NoC：哪些 NPI 地址与 NoC/DDRMC site 位置有关联？：

https://adaptivesupport.amd.com/s/article/000035076?language=zh_CN

打开 Vivado 并转至 Vivado 硬件管理器。打开到您的开发板的目标连接（通过远程 hw_server 或 localhost）：

您应在蓝色下拉栏中看到“Program device”（器件烧录）选项：

选中“Program device”时，它会自动检测您的 PDI 和调试探针。如未执行自动检测，请尝试重新生成器件镜像：

如果在后续选项卡中未看到 VIO，请使用 (+) 符号添加。

将全部 3 个 VIO 都翻转为 0 值，然后将 VIO_2 重新翻转为 0。提供的 CSV 包含两个场景；我们需要使用第二个场景，即持续读/写循环。

这样可以确保我们有流量可供测量：

选择“Toggle auto-retrigger mode for this ILA core”（为此 ILA 核切换自动重新触发模式），然后选择旁边的“Run trigger for this ILA core”（为此 ILA 核运行触发器），即播放按钮。

这样应该会在波形窗口中出现活动，并且应无限循环。 

在器件上：

现在器件中已有循环运行的流量，我们可以在您的器件命令行上运行 xsdb 来打开 XSDB，在 XSDB 中运行“connect”，然后运行“ta 1”，导航到您的脚本的存储位置（本演示附带的脚本），并通过“source