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LiteDram仿真验证(二):仿真中,DDR3初始化问题

千歌叹尽执夏 2024-08-11 00:01:03
简介LiteDram仿真验证(二):仿真中,DDR3初始化问题

前言

       接上一篇文章:LiteDram仿真验证(一):安装、配置及导出Verilog,上一篇文章,在搭建好环境,导出Litedram_core.v文件后,原本计划是使用镁光的DDR3模型在Vivado或Modelsim上对这个内核进行仿真。
       但是,用AXI接到内核的AXI用户接口,对模型进行testbench仿真,发现,DDR3一直无法完成初始化(即init_done,一直没有被拉高),于是乎,我查阅了GitHub项目中多个讨论。

一、讨论

1、init_done never goes to 1 in simulation #145

        这个问答中,提问者的问题大概是,litedram在仿真过程中一直没有被拉高,即使后面被拉高,也是花了很长的仿真时间。litex的作者表示可以禁用部分功能,比如串口在仿真时会花很长时间。
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2、Add ECP5 support to standalone core generator #106

        在这一问答中,提问者的问题大概是,他想单独使用litedram作为控制器来控制DDR,但是他又不想使用CPU,问有没有办法避开CPU执行控制器的初始化。
        litex作者的回答:大概意思是,对于SDRAM使用纯逻辑来实现初始化不会太复杂,但是DD3/DD4,读写很复杂,CPU来初始化可能比自己写Verilog完成初始化占用更少的逻辑资源,要尽可能的使用CPU。然后又说,VexRiscv 的精简版已经很好了,将来我们可能会有更小的变体或内核,我们可以使用它,切换到它会非常容易。因此,除非您不打算使用 DDR3 和 DDR4,否则我不确定是否值得在纯逻辑中这样做。

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3、Help generating DDR3 Verilog module for Digilent NexysVideo Artix-7 FPGA #281

       这个问答者,想生成一个litedram_core.v运用在 Digilent NexysVideo Artix-7 板卡上,但是也遇到了初始化问题。从问答中看,问答者自己写了个wishbone的py文件,但是我还没去验证他在这个是什么。有空可以看看。
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结论:

       内核的有个CPU总线(wishbone)是需要控制的,不然无法完成Litedram的初始化。并且自己手写的wishbone初始化,占用的逻辑资源可能比他的精简版VexRiscv 占用的资源多。

       下面有个项目用VHDL对litedram进行了初始化,可惜笔者能力有限,对VHDL代码不是很所熟悉没有进行解读,读者有兴趣可以自己看。
https://github.com/antonblanchard/microwatt/tree/master/litedram/gen-src
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       另一个项目:https://epsilon537.github.io/boxlambda/exit-mig-enter-litedram/,使用system Verilog设计了litedram的外包装,实现初始化,但是很不幸,sv代码,笔者也不熟悉,看了一段时间,没能解读。有兴趣的,自己看。值得一提的是,这个作者也遇过这个初始化的问题,并且向litex作者提问了。

二、关于DDR3初始化问题

https://github.com/enjoy-digital/litedram/blob/master/litedram/init.py

https://github.com/enjoy-digital/litex/blob/master/litex/soc/software/liblitedram/sdram.c
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Sdram_init()
       Sdram_phy.h 还包含一个名为 init_sequence()的函数。此函数作为名为 sdram_init()的更精细初始化函数的一部分被调用。但是,Sdram_init()不是生成litedram的代码的一部分。它是sdram.c的一部分,sdram.c是liblitedram的一部分,liblitedram是基本Litex存储库的一部分,而不是LiteDRAM存储库。(也就是说,如果你单独生成litedram_core.v,并不会包含sdram_init,即没有初始化)

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       在做Litedram项目中,我跟前文讨论的问答者一样,也是想单独使用litedram来控制DDR,但是也遇到一样的问题,做了很多工作,都没办法完成仿真,我也尝试过对wishbone进行读写,奈何不熟悉,暂时还没用完成,后面要是完成,我会继续出一篇文章讲解。
       我也尝试生成带vexriscv的arty vivado板级工程,通过testbench进行反向仿真,但是不知道为什么,仿真总是会报错,进入死循环。
       接着,我尝试按照官方仿真进行仿真,发现别有洞天:
       装好verilator,运行仿真脚本,可以根据指令实时仿真,并且产生VCD波形,通过gtkwave可以看波形,一个几秒的仿真,只需要几分钟,又快又实用。还不用自己写testbench。
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       输入litex_sin --help,可以看到各种配置的仿真工程,可以根据自己需要产生仿真工程。
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       我这里激活了sdram,并且定义了sdram型号,将CPU设置为vexriscv,并打开了仿真波形追踪功能,还有寄存器文档生成。
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生成完,可以看到,进入了bois
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       在命令行输入help,可以看到,支持的一些仿真:
       这里支持能哪些仿真,主要是看你在产生工程的时候,激活了哪些功能,我这里有CPU+SDRAM。
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我运行了一个sdram_init,然后产生了vcd波形文件。
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       打开波形,这里就是sdram的初始化。值得一提的是,我在检查仿真工程的时候,没有看到DDR仿真模型,他的phy接口都是内部信号,可能在内部调用了某些函数,然后接到了模型上(代码有上万行,我暂时还没看完)
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-------因为我周五下班的时候,就干到这里,工程较大,波形我还没去研究,等下周上班看看(目前的想法是从bios中的main.c文件进行调试看看,砍掉一些我用不到的功能,比如一些串口打印信息会特别浪费仿真时间),我会对这篇文章进行补充。


未完,待续。。。。。

三、Linux环境问题

问题1:终端拉不了GitHub资源

       之前留下一个问题,后来有几个网友问起,如果在wget或者git clone,一直连接不上资源,或者显示拒绝连接时,建议在最前面加上:proxychains
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       简单来说,Proxychains可以帮助你绕过网络封锁或限制,访问被封锁的网站或服务。通过选择可用的代理服务器,你可以获得更自由的网络访问。有些网络资源可能对特定地区或IP地址进行了限制,使用Proxychains可以通过连接到代理服务器来获取对这些资源的访问权限。用proxychains,可以解决99%的问题。

问题2:Python版本

       Litex要求Python3.7,太低的版本经常报错,我的系统Python是3.6经常报错,后来装了个3.7,因为多个版本存在系统里面,很混乱,然后就去百度,有垃圾文章就说把系统版本指向Python3.7,改了之后,系统各种问题,连apt都不能用了。后来在师兄的推荐下,装了anaconda,可以创建各种Python,要用的时候,激活一下就行。特别好用。

创建:conda create --name 名称 python=3.7
激活:conda activate --name

       像这里,我就激活了一个litex_new_0525的环境,是Python3.7。不用的时候,再切回base就行。
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想装的,可以自己百度看看教程,还有其他指令。

风语者!平时喜欢研究各种技术,目前在从事后端开发工作,热爱生活、热爱工作。