Arm Integrater 進展

2008/6/28 (六) 天氣情

動機：
Soc Design and Implementation期末報告，為了解MYIP 動作原理，寫一組自己的功能並能正常的動作於FPGA之上。原Lab6為一個BMP to JPEG 、JPEG to BMP 的 Encoder/Decoder，除了DCT以外，其他的動作皆由 C 處理。DCT為 Verilog code，synthesize 後放入FPGA執行。

構想：

• 第一步 將Quantization步驟從SW加入HW，使其Performance 加速。
• 第二步 可以再將 Predict (減法) 及 ZigZag ( Table Index )納入。
• 第三步 Huffman Encode 納入。
• 第四步 將上述完成後的功能再分離拆解，再修改為PipeLine 。
  

實驗步驟：

1. 因有號數除法器以第三版除法實做，佔用Clock數較長，修改原先 nop 機制，加入Done 機制，在Software 端以 Polling 方式判斷暫存器，以判斷硬體是否完成。
2. 首先將原始BMP 修改為 64x64 pixel，加速硬體模擬速度。
3. 改寫原始Software( C code ) ，將不必要使用的Function移除，並改寫主要Encode方式，使其能易於分離出 Y/U/V易於控制。
4. 將Quantization Table 讀入 Register，(宣告 reg[31:0] QTable[7:0][7:0] )，並於Read/write address訂於 0xcc000100，加入MyIP。
5. 撰寫一有號數除法，並於Modelsim 上以 TestBench 驗證之，並加入MyIP。
6. 在MyIP DCT 部分，施作二維DCT時，在第二維DCT每一列完成時，直接運算Quantization。
   
7. Quantization部分，優先測試 U/V，而Y 先以Software ChanDCT + Software Quantization，避免整個畫面因HW失敗而完全不知道哪裡有問題，至少可先保留Y(亮度)。
   

問題討論：

• 在第一步一開始就遇到許多的困難點，修改為Done 機制時就卡了一整天，不知為何一直無法存取該 Done Register，Code 看起來沒有問題，結果耕學學長在昨天發現，主機的S1 switch，S1 全部撥到OFF，正確的應該是要全部S1[1]On/ S1[2-4]Off，他也玩了一整天，而我們燒錄的brd檔，Flash 燒錄的Address為 0x20000000，這是一個嚴重的問題，也就是說全班同學在做Lab6時，所用的brd檔，所燒錄的程式並非自己燒的東西，而是版子上原有的Code( 0x00000000)，修正Jump問題後，將版子調成燒錄到0x20000000，Done 機制完成了，可以動作了，真是慘痛的Switch，花了一整天。
• 讀出來的Image還是錯誤的，回頭再從頭檢查，從Quantization Table開始，讀進Register後，再從C 讀回來發現，還是有問題，讀出來的值有時會變動、有時都是0，暈~，想想會不會又是HW問題，耕學說可能是那塊Flash 被我玩壞掉，試圖再將Switch 調到 0x00000000，brd 跟著燒到該位置，經過測試後，寫入Reg 跟讀出正常，此一步驟確認完成，沒問題。
• 影像還是出不來，天呀~，懷疑是除法器，不過有人說在Modelsim上是沒問題的不代表在FPGA上沒問題，好那單獨把除法加到MYIP，為屏除人為操作及機器問題，同時也換一台機器，此一步驟由Stenly、耕學測試，Stenly及耕學測試除法器沒問題。
• 還是不會動，懷疑是DCT後接除法流程問題，於是：
• 在MyIP 加入一個 reg[31:0] div_ans[60]並Mapping 到0xcc000200，將除法器每一個Clock 的結果存入div_ans，並於Software讀回。
• 天呀，又是 全 0
• 
  
• 2008/6/30 回頭想了一下耕學講的那個SWITCH，怪怪的，查了一下手冊DUI0098B_AP_UG.pdf裡，2-3 Setting the DIP switches
  

• S1[1]	S1[2]	S1[3]	S1[4]	Function
  On	x	x	x	Code Starts execution from boot ROM followin.
  Off	x	x	x	Code starts execution from flash following rest.

• 跟Stenly討論的結果：
• 原則上...如果REMAP=0
  當 S1[1]=ON 時....memory 0x0 = 使用AP Boot ROM
  當 S1[1]=Off 時....memory 0x0 = 使用AP Flash
  
• 這裡應該是全部調成Off 來跑才對，但奇怪的是為何給的brd檔都是寫到0x20000000。
• 而Progcards.pdf 文內提到
• Note that default address for the AP system flash programming is 0x24000000.
• 這三者的關係怪怪的( 0x0、0x20000000、0x24000000)。

結論：

• 夜深了，每次都是坐最後一班火車，快來不及了，搞了三個星期還卡在第一步。
• 除法器在Modelsim 上撰寫含測試，不到30分鐘，拿到FPGA上燒錄及驗證也不到30分鐘，將DCT 與 Quantization 整合在一起花了三個星期還在搞，這樣子搞一個IP真的好久，而且好難驗證，Arm Integrater上的ICE 拔來拔去，電源開開關關，我看我燒了不下百次，這樣沒多久就會被我玩壞掉。
• 這樣的Debug 模式真的是正確的嗎？我是不是漏了甚麼方式，或是應該用別種方式先做才是正確的？
• 現在遇到的問題好像已經不是寫Verilog 的問題，而是整合上的問題，不知道要從哪裡去區分了，該切的也切開來測了，邏輯上都對，但跑起來就是不對。
• 這東西只能在學校測，還好有耕學，陪著我們做了好幾個星期六，不然都不知去哪測了，也沒有小台一點的Arm Integrater可以玩，真難搞。
  
• 老師體諒我們學生，只要做個除法器，不過我把寫報告的時間都拿來做實驗了‧‧‧，上了一學期的課，只能做個除法器 -.-|||，太丟臉了，交不太出去。