matlab通过jtag控制FPGA存储数据采集读出显示作图

matlab处理数据并显示图形的能力很强，调试的时候会将FPGA的数据通过ILA抓取数据并存成csv的格式，然后在通过matlab进行读取并处理，最终做出图形，这里就多了很多手动控制的环节，如果大部分内容不变，可以做成一套完整的自动化控制程序，就减少了手动操作的麻烦。

依然是参考某呼上的文章：

matlab调用vivado tcl脚本——数据采集卡验证方法V1.0

然后一步一步自己探索着做。

matlab通过jtag2axi 这个IP控制LED的部分可以翻看我前边的文章。接下来要做的是如果控制数据存储。选择的方案是使用IPI图形设计界面，使用AXI Bram Controller控制Bram的读写，写数据通道使用dds产生波形数据，然后通过自己写的AXI主控模块，将dds产生的波形数据存储到bram里边，然后matlab通过jtag2axi IP读取存储的数据，bram何时存储通过matlab控制jtag2axi 控制gpio给出一个控制信号。

如下图：

模块1控制模块2生产存储数据的命令：led[0]一个上升沿开启数据存储。

控住模块4收到模块2的输出端口led[0]的上升沿，开始256个数据的存储(为啥是256个，因为AXI4 FULL的INCR模式，每次最大长度是256个)。

模块3根据模块4的指令，将模块4的数据存储到BRAM里。

然后matlab通过模块1控制模块3将数据读取，并读取的数据写入data.txt文件。

matlab通过读取data.txt文件，并显示数据的时域波形和频谱图。

matlab的控制，作图使用app designer 进行设计，图示如下：

左上角的按钮执行指令：

system('vivado -mode batch -source {t1.tcl}');

t1.tcl的代码如下：

#硬件相关

open_hw_manager

connect_hw_server

open_hw_target

current_hw_device [get_hw_devices xc7a35t_0]

refresh_hw_device [lindex [get_hw_devices xc7a35t_0] 0]

#执行读写任务

#1.使用前必须reset

reset_hw_axi [get_hw_axis hw_axi_1]

#2.先创建事务

create_hw_axi_txn wr_txn [get_hw_axis hw_axi_1] -address 40000000 -data {00000003} -len 1 -type write

#3.再执行事务

run_hw_axi [get_hw_axi_txns wr_txn]

#4.执行完事务需要删除事务，事务名删除之前不可重复

delete_hw_axi_txn [get_hw_axi_txns wr_txn ]

#LED :2'b00:

create_hw_axi_txn wr_txn [get_hw_axis hw_axi_1] -address 40000000 -data {00000000} -len 1 -type write

run_hw_axi [get_hw_axi_txns wr_txn]

delete_hw_axi_txn [get_hw_axi_txns wr_txn ]

#读取文件：

create_hw_axi_txn -force rd_txn [get_hw_axis hw_axi_1] -address c0000000 -len 256 -type read

run_hw_axi rd_txn

set data [report_hw_axi_txn rd_txn]

#将文件写入txt:

set fid [open "data.txt" w]

for {set i 1} {$i<[expr 256*3/2]} {incr i} {

if {[expr $i%3]!=0} {

puts $fid [lindex $data $i]

}

}

close $fid

delete_hw_axi_txn [get_hw_axi_txns rd_txn ]

#LED :2'b01:文件写入txt完毕点亮第二个LED

create_hw_axi_txn wr_txn [get_hw_axis hw_axi_1] -address 40000000 -data {00000002} -len 1 -type write

run_hw_axi [get_hw_axi_txns wr_txn]

delete_hw_axi_txn [get_hw_axi_txns wr_txn ]

#硬件相关

close_hw_manager

tcl中的相关指令网上搜索有很多教程的，这里不赘述，仅提一下踩到的坑：

for命令后边的{}这种大括号，相邻的大括号之间需要加空格！空格！空格！

数据是256个，为什么tcl里长度是256*3/2,因为tcl读出的数据格式如下：

地址i 数据1 数据2

地址i+1 数据1 数据2

...

所以整体读出的数据会多处一半的地址，所以这里len+len/2=len*3/2个index。

app右上角的按钮执行的是读取数据，数据截取，数据hex2dec，2的补码向整形数据转换，做FFT，并画图，代码如下：

fid = fopen('data.txt','r');

C = textscan(fid,'%s'); fclose all; s_data = [C{1}]; % data_len=256; s_data_5to8 = strings([1,data_len]); for i=1:data_len s_data_5to8(i)=s_data{i,1}(5:8);%截取5到8位并存入s_data_5to8 end t=hex2dec(s_data_5to8);%二进制转化为十进制 for i=1:data_len if(t(i)>32767) t(i)=t(i)-65536; end end % fs=50; N=data_len; F=fs/2*linspace(0,1,N/2+1); win=hanning(N)'; fft_sig=fft(t.*win); amp = 20*log10((abs(fft_sig))/(N/2)); % plot(app.UIAxes,F,amp(1:N/2+1)); plot(app.UIAxes2,t);

这样就完成了整个过程，最终数据显示如下：

数据没有归一化，数据点数较少，即便加窗函数频谱显示也很差。

项目优点：自动化程度较高，中间无需人工干涉。不同任务可以执行不同的tcl脚本。

项目缺点：限于AXI数据每次burst长度的限制，每次最多存储256个连续的数据，多次AXI burst之间并不能背靠背，导致相邻帧数据并不连续，无法存储多帧连续数据，当然，这可以通过写数据之前加处理代码解决，但是这个增加了系统复杂度，并不符合IPI 模块搭建的理念。

我自己的AXI主控模块4，代码在下一篇里讲述。

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