之前介紹過(guò)一種遠(yuǎn)程（無(wú)線）更新的方式，詳見(jiàn)《起飛！通過(guò)無(wú)線WIFI下載調(diào)試FPGA》，這種方式缺點(diǎn)有兩個(gè)：一是速度較慢；二是我們的設(shè)備中需要增加一個(gè)無(wú)線設(shè)備，增加成本的同時(shí)增加了暴露的風(fēng)險(xiǎn)。這兩點(diǎn)即無(wú)法在調(diào)試的時(shí)候使用也沒(méi)辦法在實(shí)際設(shè)備中使用。今天我們?cè)俳榻B另一種簡(jiǎn)單方式。

下面是目前我們很多設(shè)備常用的硬件架構(gòu)，這種架構(gòu)中，我們可以很方便使用嵌入式設(shè)備作為“橋梁”用來(lái)調(diào)試FPGA，其實(shí)這也是XVC方案的“變種”。

為了演示上面的方案，使用樹(shù)莓派+FPGA進(jìn)行方案驗(yàn)證。

Xilinx 的 Platform Cable USB II

Jtag Pi

我們知道正常的調(diào)試器/下載區(qū)的JTAG接口可以兼容很多芯片，所以首先需要制作一個(gè)擴(kuò)展板進(jìn)行IO口電平兼容設(shè)計(jì)，硬件如下：

將Jtag Pi 連接到 raspberry Pi 和在其上運(yùn)行的軟件應(yīng)用程序，我們就有了一個(gè)便宜的遠(yuǎn)程編程器。

如何使用

將 Jtag Pi 連接到 Raspberry Pi 之上后，我們需要將 Xilinx Virtual Cable for Raspberry Pi 應(yīng)用程序復(fù)制到板上。我通過(guò) SSH 將它復(fù)制到我的主目錄中。然后只需進(jìn)入該目錄并運(yùn)行：

make

就會(huì)看到編譯輸出：

cc-std=gnu99-O3-c-oxvcpi.oxvcpi.c
cc-oxvcpixvc

之后我們有一個(gè)編譯的應(yīng)用程序。運(yùn)行它：

sudo./xvcpi

完畢！

現(xiàn)在我們可以試一試了。

測(cè)試

我們需要將 Jtag Pi 和 FPGA 連接。

引腳 Vcc 連接到 FPGA 板的 Vref。它用于對(duì)信號(hào)進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換（電壓取決于電路板）。

首先我們運(yùn)行 Xilinx Vivado。然后從主菜單中選擇Open Hardware Manager 。

在硬件管理器中，我們將看到硬件選項(xiàng)卡，我們可以在其中使用連接器圖標(biāo)打開(kāi)目標(biāo)。

之后我們將連接到本地主機(jī) hw_server。

現(xiàn)在右鍵單擊 localhost 并選擇Add Xilinx Virtual Cable (XVC)。現(xiàn)在在彈出窗口中輸入 Raspberry Pi IP（WiFi 或以太網(wǎng) - 取決于使用的網(wǎng)絡(luò)）。

連接后將看到一些已識(shí)別的設(shè)備——在我們的例子中我們看到 xc7z007s。

現(xiàn)在我們可以為 FPGA 選擇 bit 文件并對(duì)其進(jìn)行遠(yuǎn)程編程。

測(cè)試如下，對(duì) FPGA 進(jìn)行下載需要 5 秒（Zynq 7z007s 的比特流大小約為 17Mb）。如果比特流中有調(diào)試內(nèi)核，還可以讀取 XADC 值或ila進(jìn)行調(diào)試。

項(xiàng)目地址

https://github.com/kholia/xvcpi

https://bitbucket.org/Mylium/xvcpi/src/master/

總結(jié)

樹(shù)莓派板載了wifi和1G 網(wǎng)口，所以可以使用無(wú)線或者有線進(jìn)行調(diào)試。對(duì)應(yīng)于實(shí)際設(shè)備中，上面的代碼很容易移植到新的嵌入式設(shè)備，也無(wú)需浪費(fèi)時(shí)間和精力在FPGA上做遠(yuǎn)程更新的手段。

PS：Jtag Pi不是必須得，只要樹(shù)莓派的IO電平和FPGA電平標(biāo)準(zhǔn)兼容即可。