Vivado是Xilinx公司推出的FPGA设计解决方案套件，它集成了逻辑设计、功能仿真、时序分析、逻辑综合、布局布线以及硬件调试等一系列功能。Vivado Debugging Tutorial是一份专门针对Vivado软件中硬件调试功能的官方教程，指导用户如何在Vivado环境下为VHDL设计添加调试内核，并利用这些调试内核在FPGA板卡上运行时对设计进行调试。本文将基于教程内容，详细解读Vivado调试的关键知识点。
在Vivado中进行硬件调试的基本思路与使用仿真中的测试平台(testbenches)类似，但主要区别在于调试内核是在板卡上实际运行的程序中使用的，而测试平台则用于仿真环境。通过调试内核，可以从被标记为调试的信号中获取样本数据，这些数据能够反映在特定时间点上信号的状态。这对于那些信号状态在设计中不易直接观察到的情况尤其有用。
创建新项目并添加设计源文件是进行VHDL设计调试的第一步，确保按照教程的指导逐步操作。在Top Level设计文件中，为LED输出、reset输入以及分频后的时钟信号设置了内部信号。对于想要调试的每个信号，需要在内部信号声明之后设置mark_debug属性，这一点至关重要，否则可能会因为声明不明确而导致错误。
接下来，保存文件并运行综合，但不要直接进入实现阶段，而是在流程导航器中打开综合设计。调整布局至Debug视图，可以看到在控制台中列出了所有标记为调试的未分配信号。在进入下一步之前，确保回到I/O规划并设置好约束，这是确保调试工作能顺利进行的关键步骤。
在综合设计的流程导航器中，启动调试向导。向导的下一步是确认所有被调试的信号都具有对应的时钟域，并且通常情况下，所有的调试信号都应该归属于同一时钟域。在这个步骤中，通常需要右键点击未分配的信号，并通过下拉菜单进行适当的分配操作。
综合以上步骤，Vivado硬件调试的核心步骤主要包括：创建项目，添加设计源文件，设置内部信号和调试属性，运行综合，打开综合设计，进行调试布局设置，确认信号分配，并通过调试向导完成硬件调试内核的插入与配置。
此外，在进行调试的过程中，用户需要熟悉Vivado的界面布局以及各功能区域的作用，例如工具栏、流程导航器、设计视图、控制台和布局选项卡等。这些界面元素帮助用户完成调试的每一步操作。
此外，Vivado的调试功能不仅仅局限于VHDL设计，它同样适用于Verilog设计。用户在进行设计时，可以根据设计的需求和习惯选择使用VHDL或Verilog语言来编写硬件描述代码。无论哪种语言，Vivado都提供了相应工具和流程来支持调试工作。
总而言之，Vivado Debugging Tutorial为硬件设计工程师提供了使用Vivado调试工具进行FPGA设计调试的系统教程。通过本教程，用户可以学习如何在实际板卡运行环境下进行信号级别的调试，并通过调试内核来观察和分析信号状态，这在复杂设计的调试过程中非常关键。掌握Vivado的调试技术，可以大大提高硬件设计的效率，缩短开发周期，是现代FPGA工程师必备的技能之一。
