【學(xué)習(xí)課件】第10章設(shè)計(jì)及調(diào)試

1、設(shè)計(jì)下載和調(diào)試 xxx編輯ppt第10章 設(shè)計(jì)下載和調(diào)試-本章概要 本章主要介紹了PLD的配置模式、設(shè)計(jì)文件的配置、下載和調(diào)試原理。 在配置模式部分，重點(diǎn)介紹了Xilinx的FPGA常用的幾種下載模式； 在設(shè)計(jì)的配置文件部分，重點(diǎn)介紹了PROM配置文件的生成過(guò)程； 在設(shè)計(jì)下載部分，重點(diǎn)介紹了JTAG模式下載設(shè)計(jì)流文件的過(guò)程；在調(diào)試部分，介紹了幾種常用的調(diào)試PLD的手段和方法，其中提到了虛擬邏輯分析儀軟件工具及其在調(diào)試PLD中的作用。編輯ppt第10章 設(shè)計(jì)下載和調(diào)試-PLD的配置 對(duì)PLD的編程，每個(gè)EDA廠商都有自己的EDA軟件和硬件平臺(tái)支持，在本章中只對(duì)Xilinx的PLD配置技術(shù)進(jìn)行介紹

2、。 對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行綜合和實(shí)現(xiàn)的最終目的是要生成一個(gè)可以下載到PLD的配置文件，這個(gè)配置文件有很多文件格式，不同的文件格式所包含的編程信息也有所不同。對(duì)于常用的CPLD和FPGA芯片來(lái)說(shuō)，配置文件有兩部分組成：配置數(shù)據(jù)和配置命令。在設(shè)計(jì)文件被下載到器件后，這些信息就轉(zhuǎn)換成了配置比特文件流。編輯ppt第10章 設(shè)計(jì)下載和調(diào)試-可編程邏輯器件配置接口 在介紹該部分內(nèi)容時(shí)，以Xilinx的Spartan-3系列的芯片的配置接口為例，對(duì)于其它系列的芯片的配置可以參考該部分的配置接口。其設(shè)計(jì)代碼的下載模式主要有：主串行模式；主SPI模式；主BPI模式；主并行模式；從并行模式；從串行模式；JTAG配置模式。 X

3、ilinx的配置模式受其模式引腳M0,M1,M2的控制。表10.1給出了在不同模式引腳的狀態(tài)下所定義的配置模式，表10.2 給出了配置過(guò)程中所使用的信號(hào)及功能編輯ppt第10章 設(shè)計(jì)下載和調(diào)試-可編程邏輯器件配置接口表10.1 配置管腳及配置模式M2:0FPGA芯片家族Spartan-3Spartan-3ESpartan-3ASpartan-3AN主串行（平臺(tái)Flash）模式保留主SPI模式保留BPI Up主并行BPI Down保留內(nèi)部主SPI保留JTAG模式從并行模式從串行模式編輯ppt第10章 設(shè)計(jì)下載和調(diào)試-可編程邏輯器件配置接口表10.2 配置過(guò)程中所使用的信號(hào)及功能信號(hào)名字配置模式功

4、能DONE所有當(dāng)為高時(shí)，表示設(shè)計(jì)配置文件已經(jīng)成功的下載到FPGA中PROG_B所有初始化配置過(guò)程。PROG_B引腳也強(qiáng)制主復(fù)位FPGACCLK所有配置時(shí)鐘引腳，定義了FPGA配置過(guò)程中的時(shí)序。在主模式下，由FPGA內(nèi)部產(chǎn)生一個(gè)CCLK信號(hào)；在從模式下，外部產(chǎn)生時(shí)鐘輸入到FPGA。編輯ppt第10章 設(shè)計(jì)下載和調(diào)試-可編程邏輯器件配置接口INIT_B所有引腳執(zhí)行多重功能。在配置開(kāi)始時(shí)，該引腳為底，表示FPGA正在清除內(nèi)部的配置數(shù)據(jù)。之后，F(xiàn)PGA開(kāi)始加載數(shù)據(jù)，如果當(dāng)CRC檢查失敗時(shí)，該引腳繼續(xù)為低。PUDC_BHSWAPHSWAP_EN所有當(dāng)為低電平時(shí)，在配置時(shí)使能上拉電阻；否則不使用上拉電阻，

5、即在配置中的那些非活動(dòng)的引腳為浮空狀態(tài)（在配置完后使用的那些I/O）DIN串行模式SPI模式串行數(shù)據(jù)的輸入引腳DOUT串行數(shù)據(jù)輸出引腳VS2:0主SPI模式指示FPGA如何與SPI Flash PROM通信。MOSI主SPI模式串行數(shù)據(jù)輸出CSO_B主SPI模式芯片選擇輸出CSI_BCS_BBPI從并行模式為芯片的選擇輸入RDWR_BBPI從并行模式芯片的讀/寫(xiě)控制LDC0BPI模式PROM芯片使能LDC1BPI模式PROM輸出使能HDCBPI模式PROM寫(xiě)使能LDC2BPI模式PROM字節(jié)模式A23:0/A25:0BPI模式并行PROM地址輸出D7:0主并行/BPI/從并行模式為數(shù)據(jù)的輸出B

6、USYBP從并行模式FPGA忙指示信號(hào)編輯ppt可編程邏輯器件配置接口-主串行模式 在該模式下，使用Xilinx的平臺(tái)Flash將代碼下載到FPGA芯片內(nèi)。 使用Xilinx的平臺(tái)Flash有以下優(yōu)點(diǎn)： 1）接口簡(jiǎn)單，在配置FPGA時(shí)使用最少數(shù)目的FPGA引腳; 2）每比特較低的配置開(kāi)銷 3）在PROM和FPGA之間最高的帶寬（相對(duì)其它串行Flash），因此有最快的配置時(shí)間。 4）小尺寸封裝 5）在系統(tǒng)內(nèi)通過(guò)JTAG接口可重編程，Xilinx Impact軟件提供支持 6）多個(gè)I/O和JTAG電壓支持，提供了最大的靈活性編輯ppt可編程邏輯器件配置接口-主串行模式圖10.1 主串行模式下載結(jié)構(gòu)

7、圖編輯ppt可編程邏輯器件配置接口-主SPI模式(通常的SPI模式) 在該模式下，使用SPI接口的Flash將代碼下載到FPGA芯片內(nèi)。SPI配置模式對(duì)于下面應(yīng)用是最理想的： 1）系統(tǒng)中已經(jīng)使用了SPI串行Flash。 2）FPGA需要在非易失性存儲(chǔ)器存儲(chǔ)數(shù)據(jù)或者從RAM訪問(wèn)數(shù)據(jù)。 3）大容量的“消費(fèi)者”應(yīng)用程序編輯ppt可編程邏輯器件配置接口-主SPI模式(通常的SPI模式)通常主SPI模式下載結(jié)構(gòu)圖編輯ppt可編程邏輯器件配置接口-主SPI模式(內(nèi)部的主SPI模式) 內(nèi)部的主SPI Flash模式只用于Spartan-3AN系列。該系列FPGA有一個(gè)集成的系統(tǒng)內(nèi)Flash存儲(chǔ)器（Integ

8、rated In-System Flash，ISF），用于基本的FPGA配置。 ISF存儲(chǔ)器走都大可以存儲(chǔ)兩個(gè)FPGA配置比特流，以及一些額外的用于FPGA應(yīng)用的非易失性數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。編輯ppt可編程邏輯器件配置接口-主SPI模式(內(nèi)部的主SPI模式)內(nèi)部主SPI模式下載結(jié)構(gòu)圖編輯ppt可編程邏輯器件配置接口-主BPI模式 主位寬外設(shè)接口（master Byte-wide Peripheral Interface,BPI）配置模式可用于Spartan-3A/3AN/3A DSP and Spartan-3E FPGA。 在這種模式下，使用并行NOR Flash PROM。BPI模式用于和字節(jié)寬度

9、(x8)和字節(jié)寬度、字寬(x8/x16)PROM相連接。對(duì)于FPGA的配置，BPI接口不要求任何規(guī)定的Flash的屬性，比如引導(dǎo)塊或者指定的扇區(qū)大小。 BPI接口也能很好的與異步存儲(chǔ)器工作，比如Xilinx的XCFXXP平臺(tái)Flash；SRAM； NVRAM；EEPROM ；EPROM。 編輯ppt可編程邏輯器件配置接口-主BPI模式 NAND Flash存儲(chǔ)器采用了不同的技術(shù)，通常用于數(shù)碼相機(jī)的存儲(chǔ)卡。擴(kuò)展的Spartan-3A 系列和 Spartan-3E FPGAs不直接從NAND Flash配置數(shù)據(jù)。 FPGA的內(nèi)部振蕩器控制接口的時(shí)序，并且FPGA提供CCLK輸出時(shí)鐘引腳。然而，CC

10、LK信號(hào)在一個(gè)單獨(dú)的FPGA應(yīng)用中并不連接。FPGA在配置時(shí)，驅(qū)動(dòng)LDC2:0引腳為低，HDC引腳為高。 在該模式下，使用BPI接口的Flash將代碼下載到FPGA芯片內(nèi)。編輯ppt可編程邏輯器件配置接口-主BPI模式 主BPI模式下載結(jié)構(gòu)圖編輯ppt可編程邏輯器件配置接口-主并行模式 只有Spartan-3 FPGA支持主并行模式，擴(kuò)展的Spartan-3A和Spartan-3E FGPA不支持主并行模式，但支持BPI模式。編輯ppt可編程邏輯器件配置接口-從并行模式 當(dāng)使用從并行模式時(shí)，一個(gè)外部的主機(jī)，比如微處理器或微控制器，通過(guò)并行的外設(shè)接口，將字節(jié)寬度的數(shù)據(jù)寫(xiě)入到FPGA內(nèi)。 在該模式

11、下，使用微處理器的外設(shè)接口將代碼下載到FPGA芯片內(nèi)。編輯ppt可編程邏輯器件配置接口-從并行模式 從并行模式下載結(jié)構(gòu)圖編輯ppt可編程邏輯器件配置接口-從串行模式 當(dāng)使用從串行模式時(shí)，一個(gè)外部的主機(jī)，比如微處理器或微控制器，通過(guò)串行的外設(shè)接口，將比特寬度的數(shù)據(jù)寫(xiě)入到FPGA內(nèi)。 在該模式下，使用微處理器的外設(shè)接口將代碼下載到FPGA芯片內(nèi)。編輯ppt可編程邏輯器件配置接口-從串行模式 從串行模式下載結(jié)構(gòu)圖編輯ppt可編程邏輯器件配置接口-JTAG模式邊界掃描JTAG（Joint Test Action Group），即IEEE/ANSI標(biāo)準(zhǔn)1149.1_1190，是一套設(shè)計(jì)規(guī)則，可以在芯片級(jí)

12、、板級(jí)和系統(tǒng)級(jí)簡(jiǎn)化測(cè)試、器件編程和調(diào)試。該標(biāo)準(zhǔn)是聯(lián)合測(cè)試行動(dòng)小組（JTAG）（由北美和歐洲的幾家公司組成）開(kāi)發(fā)的。IEEE 1149.1標(biāo)準(zhǔn)最初是作為一種能夠延長(zhǎng)現(xiàn)有自動(dòng)測(cè)試設(shè)備（ATE）壽命的片上測(cè)試基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)而開(kāi)發(fā)的。編輯ppt可編程邏輯器件配置接口-JTAG模式 可以從美國(guó)TI公司邊界掃描頁(yè)面獲得更多信息。利用該標(biāo)準(zhǔn)整合測(cè)試設(shè)計(jì)，允許完全控制和接入器件的邊界引腳，而無(wú)需不易操作的或其它測(cè)試設(shè)備。每個(gè)符合JTAG要求的器件的輸入/輸出引腳上都包括一個(gè)邊界單元。 正常情況下，它是透明的和停止運(yùn)行的，允許信號(hào)正常通過(guò)。借助于測(cè)試模式下的器件，您可以采集輸入信號(hào)，以備后期分析之用；輸出信號(hào)可以影響

13、板上的其它器件。 編輯ppt可編程邏輯器件配置接口-JTAG模式 簡(jiǎn)而言之，IEEE 1449.1 標(biāo)準(zhǔn)定義了一個(gè)串行協(xié)議。無(wú)論封裝約束怎樣，該協(xié)議都要求每個(gè)符合標(biāo)準(zhǔn)的器件上要有4個(gè)（也可以是5個(gè)）引腳。這些引腳定義了測(cè)試接入端口（TAP），以便實(shí)現(xiàn)片上測(cè)試基礎(chǔ)設(shè)施的操作，從而確保印刷電路板上的所有器件安裝正確并處于正確的位置，以及器件間的所有互連都與設(shè)計(jì)所描述的一致。 編輯ppt可編程邏輯器件配置接口-JTAG模式JTAG標(biāo)準(zhǔn)的信號(hào)包含：1、TCK：這是一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)，用于同步1149.1內(nèi)部狀態(tài)機(jī)操作。2、TMS：1149.1內(nèi)部狀態(tài)機(jī)模式選擇信號(hào)。該信號(hào)在TCK的上 升沿被采樣，用來(lái)決定狀

14、態(tài)機(jī)的下一個(gè)狀態(tài)。 3、TDI：1149.1數(shù)據(jù)輸入引腳。當(dāng)內(nèi)部狀態(tài)機(jī)處于正確狀態(tài)時(shí)， 信號(hào)在TCK的上升沿被采樣，并被移入器件的測(cè)試或編程邏輯。4、TDO：1149.1數(shù)據(jù)輸出引腳。當(dāng)內(nèi)部狀態(tài)機(jī)處于正確狀態(tài) 時(shí)，該信號(hào)代表從器件測(cè)試或編程邏輯移出的數(shù)據(jù)位。 輸出數(shù) 據(jù)在TCK的下降沿有效。 5、TRST（可選）：1149.1異步復(fù)位引腳。當(dāng)置低時(shí)，內(nèi)部狀態(tài) 機(jī)立即進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)。 由于該引腳是可選的，而通常為器件增加 引腳會(huì)帶來(lái)額外的成本，因此很少使用。 此外，內(nèi)部狀態(tài)機(jī)（如 標(biāo)準(zhǔn)所定義的）已經(jīng)明確定義有同步復(fù)位機(jī)制。 編輯ppt可編程邏輯器件配置接口-JTAG模式 JTAG模式下載結(jié)構(gòu)圖編輯

15、ppt第10章 設(shè)計(jì)下載和調(diào)試-創(chuàng)建配置數(shù)據(jù) 在時(shí)序分析器中分析設(shè)計(jì)時(shí)序約束之后，需要?jiǎng)?chuàng)建配置數(shù)據(jù)。配置的比特流用于下載到目標(biāo)器件或到PROM編程文件中。編輯ppt第10章 設(shè)計(jì)下載和調(diào)試-配置屬性Xilinx系列PROM產(chǎn)生配置數(shù)據(jù)的過(guò)程。為目標(biāo)器件創(chuàng)建一個(gè)比特流，需要進(jìn)行屬性設(shè)置和運(yùn)行配置，下面給出了該過(guò)程的步驟：1、右鍵單擊Generate Programming文件；2、如圖10.6，選擇屬性（Properties），打開(kāi)屬性對(duì)話框；3、單擊Startup Options目錄；4、將FGPA Start-Up Clock選項(xiàng)中的CCLK改為JTAG Clock；編輯ppt第10章 設(shè)計(jì)

16、下載和調(diào)試-配置屬性圖10.6 FPGA startup Clock的屬性設(shè)置編輯ppt第10章 設(shè)計(jì)下載和調(diào)試-配置屬性5、如圖10.7，單擊Readback Options目錄；圖10.7 Readback屬性選擇編輯ppt第10章 設(shè)計(jì)下載和調(diào)試-配置屬性6、將Security屬性改為Enable Readback and Reconfiguration；7、單擊OK 應(yīng)用所有新屬性；8、在Processes選項(xiàng)卡中，雙擊Generate Programming 文件來(lái)產(chǎn)生設(shè)計(jì)比特流；9、單擊+展開(kāi)Generate Programming 文件層級(jí)目錄；10、瀏覽Programming

17、File Generation報(bào)告，雙擊Programming File Generation報(bào)告。驗(yàn)證配置數(shù)據(jù)所設(shè)置的屬性；編輯ppt第10章 設(shè)計(jì)下載和調(diào)試-創(chuàng)建PROM文件 使用iMPACT軟件工具,需要比特流（bitstream）文件。通過(guò)PROM對(duì)器件進(jìn)行編程，必須使用iMPACT來(lái)產(chǎn)生一個(gè)PROM文件。iMPACT接收包含一個(gè)或一個(gè)以上的配置比特流產(chǎn)生一個(gè)或一個(gè)以上的PROM文件。下面給出在iMPACT軟件工具中的配置步驟：1、創(chuàng)建PROM文件；2、增加額外的比特流；3、產(chǎn)生額外的菊花鏈（daisy chains）；4、刪除現(xiàn)有的比特流并重新產(chǎn)生，或這保存當(dāng)前的PROM配置文件；編

18、輯ppt第10章 設(shè)計(jì)下載和調(diào)試-創(chuàng)建PROM文件在iMPACT中，創(chuàng)建PROM文件過(guò)程如下：1、在Processes 選項(xiàng)中, 雙擊位于Generated Programming 目錄下的Generate PROM, ACE,JTAG文件；2、如圖10.8，在Welcome to iMPACT 對(duì)話框中，選擇Prepare a PROM File；圖10.8 Welcome to iMPACT界面編輯ppt第10章 設(shè)計(jì)下載和調(diào)試-創(chuàng)建PROM文件3、單擊Next；4、如圖10.9，在Prepare PROM Files對(duì)話框中，設(shè)置如下參數(shù)值：圖10.9 Prepare PROM File

19、界面編輯ppt第10章 設(shè)計(jì)下載和調(diào)試-創(chuàng)建PROM文件在 “I want to target a:”中, 選擇 Xilinx PROM在PROM File Format中, 選擇MCS在PROM File Name中,輸入stopwatch15、單擊Next；6、在Specify Xilinx Serial PROM Device對(duì)話框中, 選擇Auto Select PROM；7、單擊Next；編輯ppt第10章 設(shè)計(jì)下載和調(diào)試-創(chuàng)建PROM文件 8、如圖10.10所示，在File Generation Summary 對(duì)話框中, 單擊Finish； 9、在In the Add Devic

20、e File對(duì)話框中，單擊OK并選擇stopwatch.bit文件； 圖10.10 指定PROM芯片對(duì)話框編輯ppt第10章 設(shè)計(jì)下載和調(diào)試-創(chuàng)建PROM文件 10、當(dāng)被問(wèn)到是否要為數(shù)據(jù)流加入其他設(shè)計(jì)文件時(shí)，單擊No； 11、選擇Operations Generate File，iMPACT displays 顯示與比特流文件關(guān)聯(lián)的PROM文件； 12、選擇File Close，關(guān)閉iMPACT；編輯ppt第10章 設(shè)計(jì)下載和調(diào)試-下載環(huán)境 當(dāng)硬件已經(jīng)設(shè)計(jì)完成后，就可以使用Xilinx公司的iMPACT工具進(jìn)行設(shè)計(jì)的下載了。iMPACT是一個(gè)文件生成和器件編程工具。iMPACT通過(guò)幾條并行電纜

21、進(jìn)行編程，包括平臺(tái)電纜USB。iMPACT可以創(chuàng)建bit文件，System ACE文件，PROM文件，SVF/XSVF文件。編輯ppt第10章 設(shè)計(jì)下載和調(diào)試-下載環(huán)境 1、器件支持條件 iMPACT軟件支持以下器件： Virtex/-E/-II/-II PRO/4/5； Spartan/-II/-IIE/XL/3/3E/3A； XC4000/E/L/EX/XL/XLA/XV； CoolRunnerXPLA3/-II；XC9500/XL/XV； XC18V00P； XCF00S； XCF00P編輯ppt第10章 設(shè)計(jì)下載和調(diào)試-下載環(huán)境 iMPACT軟件支持以下下載電纜： 1、并行電纜IV 并

22、行電纜連接并口，可使從串和邊界掃描功能更簡(jiǎn)便。 2、平臺(tái)電纜USB 平臺(tái)電纜連到USB口，可使從串和邊界掃描功能更簡(jiǎn)便。 3、MultiPRO電纜 MultiPRO電纜連到并口，可使Desktop Configuration Mode功能簡(jiǎn)化編輯ppt第10章 設(shè)計(jì)下載和調(diào)試-下載環(huán)境 iMPACT軟件支持以下配置模式： 1、Boundary Scan FPGAs, CPLDs, and PROMs(18V00,XCFS,XCFP)； 2、Slave SerialFPGAs (Virtex/-II/-II PRO/E/4/5 and Spartan/-II/-IIE/3/3E/3A)； 3、S

23、electMAPFPGAs (Virtex/-II/-II PRO/E/4/5 and Spartan/-II/-IIE/3/3E/3A)； 4、Desktop FPGAs (Virtex/-II/-II PRO/E/4/5 and Spartan/-II/-IIE/3/3E/3A)；編輯ppt第10章 設(shè)計(jì)下載和調(diào)試-配置文件的生成 以前面幾章所描述的秒表設(shè)計(jì)文件為例，需要具有以下文件： BIT文件：一個(gè)二進(jìn)制文件，包含屬性頭信息和配置數(shù)據(jù)； MCS文件：ASCII文件，包含PROM配置信息； MSK文件：二進(jìn)制文件，包含與二進(jìn)制文件類似的配置命令，含有掩模數(shù)據(jù)而非配置數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)不被用來(lái)配

24、置器件，但是用于驗(yàn)證。如果mask位為0，該位應(yīng)該被驗(yàn)證。如果mask位為1，該位不被驗(yàn)證。該文件與BIT文件一起生成。編輯ppt第10章 設(shè)計(jì)下載和調(diào)試-電纜連接 在啟動(dòng)iMPACT之前，連接電纜的并口到計(jì)算機(jī)的并口上，連接電纜到Spartan-3 Starter Kit demo板。確保板已被加電。編輯ppt第10章 設(shè)計(jì)下載和調(diào)試-啟動(dòng)軟件 圖10.11 從ISE打開(kāi)iMPACT 下面介紹如何從ISE啟動(dòng)iMPACT軟件，以及如何單機(jī)運(yùn)行。從Project Navigator中打開(kāi)iMPACT。如圖10.11所示，雙擊Processes窗口的Processes欄下的Configure D

25、evice (iMPACT)。圖10.11 從ISE打開(kāi)iMPACT編輯ppt第10章 設(shè)計(jì)下載和調(diào)試-啟動(dòng)軟件 需要注意的是，可以不通過(guò)ISE工程打開(kāi)iMPACT?？梢允褂靡韵氯我环N方法： 1、Windows操作系統(tǒng)下單擊開(kāi)始，所有程序，選擇Xilinx ISE 9.2i Accessories iMPACT； 2、UNIX操作系統(tǒng)，在命令提示處鍵入impact；編輯ppt第10章 設(shè)計(jì)下載和調(diào)試-建立工程當(dāng)iMPACT打開(kāi)時(shí)，將會(huì)顯示iMPACT工程對(duì)話框。該對(duì)話框可以加載或者創(chuàng)建一個(gè)新的工程。下面給出創(chuàng)建新工程的步驟：圖10.12 創(chuàng)建一個(gè)iMPACT工程編輯ppt第10章 設(shè)計(jì)下載和調(diào)

26、試-建立工程 1、如圖10.12所示，在iMPACT工程對(duì)話框，選擇create a new project (.ipf)； 2、單擊Browse按鈕； 3、瀏覽project目錄，在File Name處輸入stopmatch； 4、單擊Save； 5、單擊OK； 通過(guò)上面的步驟，在iMPACT中創(chuàng)建了一個(gè)新工程。編輯ppt第10章 設(shè)計(jì)下載和調(diào)試-使用JTAG模式 邊界掃描配置模式可以對(duì)含有JTAG接口的器件執(zhí)行邊界掃描操作。這些器件可以是Xilinx或非Xilinx器件，只是非Xilinx器件只可以進(jìn)行有限的操作。為了執(zhí)行操作，電纜必須連接JTAG引腳信號(hào)：TDI，TCK，TMS，以及TD

27、O。編輯ppt第10章 設(shè)計(jì)下載和調(diào)試-使用JTAG模式 如圖10.13所示，打開(kāi)iMPACT之后，會(huì)提示用戶指定預(yù)編程器件的配置模式。 選擇邊界掃描模式：選擇Configure Devices using Boundary-Scan (JTAG)，取消選中Automatically connect to a cable and identify Boundary-Scan chain。圖10.13 JTAG下載界面編輯ppt第10章 設(shè)計(jì)下載和調(diào)試-使用JTAG模式 需要注意的是，選擇框提供輸入一個(gè)邊界掃描鏈選項(xiàng)，可以通過(guò)手工添加器件來(lái)創(chuàng)建。該選項(xiàng)可以生成SVF/XSVF編程文件。在允許的情

28、況下，可以隨時(shí)自動(dòng)檢測(cè)和初始化該鏈。 單擊Finish。 iMPACT將通過(guò)器件傳遞數(shù)據(jù)，自動(dòng)識(shí)別大小和邊界掃描鏈的組成。任何支持的Xilinx器件在iMPACT中都將被識(shí)別和標(biāo)記。其他器件將被標(biāo)記為未知。該軟件將高亮顯示該鏈中所有器件，并提示用戶分配一個(gè)配置文件或者BSDL文件。編輯ppt第10章 設(shè)計(jì)下載和調(diào)試-使用JTAG模式 需要注意的是，如果沒(méi)有關(guān)于選擇配置模式或自動(dòng)邊界掃描模式的提示，那么在iMPACT窗口右鍵單擊，選擇Initialize Chain。軟件將會(huì)識(shí)別該鏈，判斷到板上的連接是否工作。編輯ppt第10章 設(shè)計(jì)下載和調(diào)試-配置文件分配 如圖10.14所示，初始化該鏈后，軟

29、件將會(huì)提示產(chǎn)生一個(gè)配置文件。圖10.14 分配配置文件編輯ppt第10章 設(shè)計(jì)下載和調(diào)試-配置文件分配 配置文件用來(lái)編程器件，配置文件類型大體有以下幾種：Bitstream文件（*.bit,*.rbt,*.isc）用來(lái)配置FPGAJEDEC文件（*.jed,*.isc）用來(lái)配置CPLD。PROM文件（*.mcs,.exo,.hex,.tek）用來(lái)配置PROM。編輯ppt第10章 設(shè)計(jì)下載和調(diào)試-配置文件分配 軟件提示為第一個(gè)器件（XC3S200）選擇一個(gè)配置文件，下面給出配置文件的分配過(guò)程和步驟： 1、從工程工作目錄選擇BIT文件； 2、單擊Open，彈出一個(gè)警告狀態(tài)，啟動(dòng)時(shí)鐘已經(jīng)變成了Jta

30、gClk，然后單擊OK； 需要注意的是，如果無(wú)法獲得配置文件，可以用邊界掃描文件（BSDL或BSD）文件代替。BSDL文件為軟件提供了必要的邊界掃描信息，從而使得器件可以獲得邊界掃描操作的一個(gè)子集。編輯ppt第10章 設(shè)計(jì)下載和調(diào)試-配置文件分配 3、為了讓ISE自動(dòng)選擇BSDL文件（無(wú)論是Xilinx器件還是非Xilinx器件），在Assign New Configuration File對(duì)話框中選擇Bypass。軟件提示為第二個(gè)器件選擇配置文件（XCF02S）。從工程工作目錄選擇MCS文件，單擊Open； 4、保存工程文件； 一旦鏈被描述，并且指派了配置文件，就可以保存iMPACT工程文件

31、（IPF）。選擇File Save Project As。出現(xiàn)Save as對(duì)話框后，便可以存儲(chǔ)工程文件到相應(yīng)位置。重新打開(kāi)iMPACT時(shí)重新恢復(fù)該鏈，選擇File Open Project，瀏覽IPF。編輯ppt第10章 設(shè)計(jì)下載和調(diào)試-參數(shù)設(shè)置 對(duì)邊界掃描配置進(jìn)行編輯，選擇Edit Preferences。該選擇打開(kāi)如圖10.15所示窗口。單擊Help，有關(guān)于該參數(shù)的詳細(xì)描述。此處默認(rèn)為缺省值，單擊OK。圖10.15 編輯參數(shù)編輯ppt第10章 設(shè)計(jì)下載和調(diào)試-執(zhí)行JTAG操作 可以一次對(duì)一個(gè)器件執(zhí)行邊界掃描操作。器件和應(yīng)用到器件的配置文件的不同，導(dǎo)致可以執(zhí)行的邊界掃描操作也不同。右鍵單擊

32、該鏈中任一器件，可以看見(jiàn)可選項(xiàng)的列表。選中一個(gè)器件，并對(duì)器件執(zhí)行一種操作，鏈中所有其他器件自動(dòng)自動(dòng)放置在BYPASS或HIGHZ中，這取決于iMPACT參數(shù)設(shè)置。執(zhí)行操作，右鍵單擊一個(gè)器件，選擇其中的一個(gè)選項(xiàng)。找回器件ID和運(yùn)行編程選項(xiàng)來(lái)驗(yàn)證第一個(gè)器件，步驟如下：編輯ppt第10章 設(shè)計(jì)下載和調(diào)試-執(zhí)行JTAG操作1、如圖10.16所示，右鍵單擊XC3S200器件，選擇Get Device ID。圖10.16 XC3S200可以獲得的邊界掃描操作編輯ppt第10章 設(shè)計(jì)下載和調(diào)試-執(zhí)行JTAG操作 2、軟件訪問(wèn)IDCODE，結(jié)果顯示在圖10.17的log窗口。右鍵單擊XC3S200器件。 圖1

33、0.17 XC3S200器件的編程選項(xiàng)編輯ppt第10章 設(shè)計(jì)下載和調(diào)試-執(zhí)行JTAG操作 選擇Program。彈出圖10.18所示的編程選項(xiàng)對(duì)話框。選擇Verify選項(xiàng)。Verify選項(xiàng)使器件可以被回讀，同時(shí)使用比BIT文件更容易創(chuàng)建MSK文件。單擊OK，啟動(dòng)編程。需要注意的是，在Program Options對(duì)話框中的選項(xiàng)依所選擇的器件而不同。圖10.18 編程的進(jìn)度條編輯ppt第10章 設(shè)計(jì)下載和調(diào)試-執(zhí)行JTAG操作 單擊OK，編程操作開(kāi)始，并顯示操作狀態(tài)窗口。同時(shí)，log窗口報(bào)告了所有正在被執(zhí)行的操作。如圖10.19所示，當(dāng)編程操作完成后，一個(gè)大的藍(lán)色消息框表明編程成功。圖10.19

34、 編程操作完成編輯ppt第10章 設(shè)計(jì)下載和調(diào)試-JTAG診斷 1、驗(yàn)證電纜連接 在邊界掃描操作過(guò)程中發(fā)生錯(cuò)誤，首先對(duì)電纜連接的建立進(jìn)行驗(yàn)證，同時(shí)驗(yàn)證軟件自動(dòng)檢測(cè)函數(shù)是否正在工作。如果已將電纜插入電路板和計(jì)算機(jī)，而連接仍未被建立，在iMPACT窗口空白部分右鍵單擊，選擇Cable Auto Connect 或者 Cable Setup。Cable Auto Connect將強(qiáng)迫軟件尋找連接的每個(gè)端口。Cable Setup能夠選擇電纜以及與該電纜相連的端口。當(dāng)查找到連接，iMPACT窗口底部將顯示電纜連接類型，與電纜相連的端口，以及電纜速度。編輯ppt第10章 設(shè)計(jì)下載和調(diào)試-JTAG診斷 2

35、、驗(yàn)證鏈建立 如果在邊界掃描操作過(guò)程中發(fā)生錯(cuò)誤，驗(yàn)證鏈被正確的建立，同時(shí)驗(yàn)證軟件是否能和器件通訊。最簡(jiǎn)單的方式是初始化該鏈。在iMPACT窗口右鍵單擊，選擇初始化鏈。軟件將識(shí)別該鏈?zhǔn)欠襁B接到電路板。圖10.20 調(diào)試JTAG鏈編輯ppt第10章 設(shè)計(jì)下載和調(diào)試-JTAG診斷圖10.20 調(diào)試JTAG鏈編輯ppt第10章 設(shè)計(jì)下載和調(diào)試-JTAG診斷 如果該鏈不可以初始化，可能是硬件沒(méi)有被正確建立，或者電纜沒(méi)有正確連接。如果鏈可以初始化，嘗試執(zhí)行簡(jiǎn)單操作。比如，嘗試獲得鏈中每個(gè)器件的器件ID。如果可以完成此操作，則說(shuō)明硬件被正確建立，電纜被正確連接。如圖10.20所示，調(diào)試鏈也可以人工輸入JTA

36、G命令。這可以用來(lái)測(cè)試命令和驗(yàn)證鏈?zhǔn)欠癖徽_建立。 為使用該特性，在iMPACT中選擇Debug Start/Stop Debug Chain。iMPACT Boundary-Scan Debug的使用幫助可以參見(jiàn)iMPACT Help（Help Help Topics）。編輯ppt第10章 設(shè)計(jì)下載和調(diào)試-建立SVF文件 本部分是可選的，前提是假設(shè)已經(jīng)掌握“使用邊界掃描配置模式”部分，并且已成功完成了板的編程。本部分中所有配置信息都寫(xiě)到SVF文件。 iMPACT支持三種格式的器件編程文件的建立，SVF，XSVF，和STAPL。如果正在使用的是第三方編程解決方案，那么需要自己手工建立Bound

37、ary Scan chain，然后創(chuàng)建一個(gè)器件編程文件。這些編程文件包含編程指令和配置數(shù)據(jù)，ATE機(jī)和嵌入式控制器在執(zhí)行邊界掃描操作時(shí)會(huì)使用到這些數(shù)據(jù)。通常不需要連接電纜，因?yàn)槠骷恍枰獔?zhí)行任何操作。編輯ppt第10章 設(shè)計(jì)下載和調(diào)試-建立JTAG產(chǎn)生SVF文件 本部分必須已經(jīng)完成前面章節(jié)的學(xué)習(xí)，并且JTAG鏈已經(jīng)被檢測(cè)。下面介紹SVF文件生成所需的JTAG鏈建立過(guò)程： 1、選擇Output SVF File Create SVF File來(lái)表明正在創(chuàng)建一個(gè)編程文件； 2、在Create a New SVF File對(duì)話框的File Name域輸入getid，單擊Save； 3、出現(xiàn)一個(gè)消息框

38、，表明所有器件操作都會(huì)被指定到.svf文件內(nèi)。單擊OK；編輯ppt第10章 設(shè)計(jì)下載和調(diào)試-手工建立JTAG產(chǎn)生SVF文件 如果已完成“使用邊界掃描配置模式”，可以跳過(guò)本部分。Boundary-Scan chain可以手工被創(chuàng)建和修改，步驟為： 1、確?，F(xiàn)在處于邊界掃描模式（單擊Boundary-Scan tab）可以一次添加一個(gè)器件； 2、在iMPACT Boundary-Scan窗口的空白處右鍵單擊，選擇Add Xilinx Device或Add Non-Xilinx device。出現(xiàn)Add Device對(duì)話框，用戶可以選擇一個(gè)配置文件； 3、選擇stopwatch.bit，然后單擊Op

39、en。該器件被添加到大指針?biāo)诘奈恢谩榱嗽谝汛嬖诘钠骷g添加一個(gè)器件，單擊它們之間的連線，然后添加新器件。重復(fù)2、3步，將stopwatch.mcs文件添加到鏈中編輯ppt第10章 設(shè)計(jì)下載和調(diào)試-寫(xiě)SVF文件 寫(xiě)到SVF文件與通過(guò)電纜執(zhí)行邊界掃描操作是一樣的。右鍵單擊器件，選擇一種操作。任意數(shù)目的操作都可以寫(xiě)到SVF文件中。以下將首先寫(xiě)第一個(gè)器件的ID到編程文件，然后對(duì)第二個(gè)器件執(zhí)行進(jìn)一步的指令。圖10.21 選擇JTAG模式 1、寫(xiě)器件ID，如圖10.21所示，右鍵單擊第一個(gè)器件（XC3S200）。選擇Get Device ID。編輯ppt第10章 設(shè)計(jì)下載和調(diào)試-寫(xiě)SVF文件 Get

40、Device ID操作是必須要執(zhí)行的指令，之后寫(xiě)到文件中。 2、選擇View View SVF-STAPL File查看結(jié)果。圖10.22顯示了在執(zhí)行完Get Device ID操作之后，SVF文件的內(nèi)容；圖10.21 選擇JTAG模式編輯ppt第10章 設(shè)計(jì)下載和調(diào)試-寫(xiě)SVF文件圖10.22 SVF文件中從鏈中獲得第一個(gè)器件的設(shè)備ID部分編輯ppt第10章 設(shè)計(jì)下載和調(diào)試-寫(xiě)SVF文件 寫(xiě)第二個(gè)器件的進(jìn)一步的操作到SVF文件的操作： 1、右鍵單擊第二個(gè)器件（XCF02S）； 2、選擇Program； 3、在Programming Properties窗口中單擊OK編程第二個(gè)器件所需的指令和

41、配置數(shù)據(jù)被添加到SVF文件。編輯ppt第10章 設(shè)計(jì)下載和調(diào)試-其它配置模式 1、從串行配置模式 從串行配置模式允許編程單個(gè)Xilinx器件或者Xilinx器件的一個(gè)串行鏈。使用從串行配置模式，雙擊Configuration Modes欄里的Slave Serial。 2、SelectMAP配置模式 對(duì)于iMPACT，選擇MAP配置模式可以使用戶編程多達(dá)3個(gè)Xilinx器件。通過(guò)調(diào)整CS管腳一次選擇一個(gè)器件進(jìn)行編程。為使用選擇MAP配置模式，雙擊Configuration Modes欄里的SelectMAP。只有MultiPRO電纜可以用于SelectMAP Configuration。 注意：這些模式不能與Spartan-3 Starter Kit一起使用。編輯ppt第10章 設(shè)計(jì)下載