亞當(dāng)泰勒玩轉(zhuǎn)MicroZed連載35：用MicroZed驅(qū)動Adafruit RGB NeoPixel LED陣列（第6節(jié)）

亞當(dāng)泰勒玩轉(zhuǎn)MicroZed連載35：用MicroZed驅(qū)動AdafruitRGBNeoPixelLED陣列（第6節(jié)）我們已經(jīng)完成了以下工作：設(shè)計AdafruitNeoPixelLED驅(qū)動器、把它集成到Vivado框圖中以及和系統(tǒng)的其它部分相連接，現(xiàn)在，我們需要思考一下將要采用什么樣的驗證方案，也就是說，我們需要做哪些測試來證明這個設(shè)計可以成功的工作？通常情況下，這個階段的復(fù)雜程度要超過設(shè)計本身。這是一個相當(dāng)簡單的設(shè)計案例，所以我將要采用的驗證方案需要完成以下任務(wù)：

1.驗證MicroZed、I/O載體板卡以及NeoPixel陣列之間的硬件接口。

2.使用VHDL仿真器對NeoPixel驅(qū)動器進行仿真。

3.開發(fā)測試軟件對BRAM所有的地址進行讀寫操作，保證PS（處理器系統(tǒng)）能夠正確地訪問存儲器。

4.開發(fā)測試軟件去驅(qū)動陣列中的第一個NeoPixel，驗證NeoPixel驅(qū)動器的功能，然后使用示波器驗證發(fā)送到NeoPixel陣列的時序波形。

5.開發(fā)測試軟件去驅(qū)動NeoPixel陣列中不同位置上的一些像素點（比如陣列中的第二個像素點、中間的像素點以及最后的像素點）。

6.使用一個終端程序去驗證最終版本的軟件是否能對正確的命令、錯誤的命令以及亂序的命令等做出正確的反應(yīng)。

7.使用一個開發(fā)好的GUI來執(zhí)行最終的功能驗證，保證最終的設(shè)計可以按照最初的說明那樣進行工作。上面的這些步驟可能看起來比較復(fù)雜。然而，在許多類似這個簡單應(yīng)用的情況下，實現(xiàn)起來相對來說是比較簡單的。通常情況下，任何測試的第一要素就是要保證硬件能正確工作。（參見我在Xcell第82期發(fā)表的文章“設(shè)計一個FPGA硬件的基本要素”，以及第85期的文章“進行硬件設(shè)計的一種無痛的方法”）。使用MicroZed系統(tǒng)帶來的一個好處是，ZynqSoC中的底層硬件、MicroZed板以及MicroZedI/O載體板卡其本身都是驗證成熟的，這就減少了需要用在系統(tǒng)測試上的時間，可以開始驗證我們的功能需求。（但是，這并不意味這我們將正確地實現(xiàn)SoC的功能）在開始驗證過程（上面的第1點）之前，我們還需要在硬件層次上去驗證下面幾個方面：

1.從IO載體板卡的PMOD連接器輸出到NeoPixel的信號的正確性：最好是在MicoZed板沒有上電的時候，使用萬用表去測量。我們一定要保證NeoPixel陣列的VCC和GND信號是正確連接的。2.用于對NeoPixel陣列進行驅(qū)動和供電的IObank的電壓設(shè)置正確性：這也可以簡單地用萬用表來測量電壓是否是3.3V。3.當(dāng)我們證明了物理連接和電源連接后，一個不錯的想法是把MicroZed板子上電，用萬用表檢查NeoPixel陣列供電的穩(wěn)定性。3v3Bank35供電測試點我上一篇博文主要講的是設(shè)計NeoPixel驅(qū)動器以及使用ModelSim來對其進行仿真，這已經(jīng)完成了驗證方案中第2點描述的內(nèi)容，這樣就可以進行到第3點：驗證ZynqSoC的PS和PL的功能性能以及它們兩者之間的交互。因為我們這許多周—35周，一直在使用MicroZedPS設(shè)計，我很有信心把PS正確配置成從SD卡進行boot，以及從DDRRAM執(zhí)行程序。然而，在這個系列博文中，這是第一次使用BRAM控制器和BRAM，這也是為什么我要開發(fā)測試軟件來保證PS能正確地對存儲器進行讀寫的原因。對驅(qū)動NeoPixel陣列的系統(tǒng)能力的測試，到了驗證方案的第4和第5點時，已經(jīng)基本成型了。這兩點有著密切的聯(lián)系，是一個測試到另一個測試的自然演進。第一個測試軟件僅僅對一個NeoPixel進行寫操作并檢查時序，我在示波器上看到的波形與VHDL仿真產(chǎn)生的波形具有對應(yīng)關(guān)系，并且NeoPixel能用正確的顏色點亮。測試成功。然后我修改了這個測試代碼，用全色度的紅、綠和藍去驅(qū)動一個像素點，保證驅(qū)動器能夠正確地設(shè)置像素點的顏色。一旦一個像素點可以被驅(qū)動，這個程序就很容易修改成用不同顏色驅(qū)動特定的像素點，這個是測試控制器能夠正確地驅(qū)動LED條上一個特定的像素點。最后，把測試軟件修改成在相同時間，把LED條上所有的像素點都驅(qū)動成同樣的顏色，在這個測試中，我選擇使用白色，因為這個顏色需要打開NeoPixel陣列中所有紅色、綠色以及藍色的LED，因此，可以保證從I/O載體板卡驅(qū)動過來的最大電流能夠支持這個LED條工作。當(dāng)這一系列測試結(jié)束時，我們有信心能夠驅(qū)動NeoPixel陣列。然而，我們還沒有驗證將要用來控制NeoPixel顏色設(shè)置的命令接口，我將在下一篇博文中描述測試方案中最后兩點關(guān)于串行接口