FPGA远程更新/远程调试的一种简单方法

之前介绍过一种远程（无线）更新的方式，详见《起飞！通过无线WIFI下载调试FPGA》，这种方式缺点有两个：一是速度较慢；二是我们的设备中需要增加一个无线设备，增加成本的同时增加了暴露的风险。这两点即无法在调试的时候使用也没办法在实际设备中使用。今天我们再介绍另一种简单方式。

下面是目前我们很多设备常用的硬件架构，这种架构中，我们可以很方便使用嵌入式设备作为“桥梁”用来调试FPGA，其实这也是XVC方案的“变种”。

为了演示上面的方案，使用树莓派+FPGA进行方案验证。

Xilinx 的 Platform Cable USB II

Jtag Pi

我们知道正常的调试器/下载区的JTAG接口可以兼容很多芯片，所以首先需要制作一个扩展板进行IO口电平兼容设计，硬件如下：

将Jtag Pi 连接到 raspberry Pi 和在其上运行的软件应用程序，我们就有了一个便宜的远程编程器。

如何使用

将 Jtag Pi 连接到 Raspberry Pi 之上后，我们需要将 Xilinx Virtual Cable for Raspberry Pi 应用程序复制到板上。我通过 SSH 将它复制到我的主目录中。然后只需进入该目录并运行：

make

就会看到编译输出：

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

之后我们有一个编译的应用程序。运行它：

sudo./xvcpi

完毕！

现在我们可以试一试了。

测试

我们需要将 Jtag Pi 和 FPGA 连接。

引脚 Vcc 连接到 FPGA 板的 Vref。它用于对信号进行电压转换（电压取决于电路板）。

首先我们运行 Xilinx Vivado。然后从主菜单中选择Open Hardware Manager 。

在硬件管理器中，我们将看到硬件选项卡，我们可以在其中使用连接器图标打开目标。

之后我们将连接到本地主机 hw_server。

现在右键单击 localhost 并选择Add Xilinx Virtual Cable (XVC)。现在在弹出窗口中输入 Raspberry Pi IP（WiFi 或以太网 - 取决于使用的网络）。

连接后将看到一些已识别的设备——在我们的例子中我们看到 xc7z007s。

现在我们可以为 FPGA 选择 bit 文件并对其进行远程编程。

测试如下，对 FPGA 进行下载需要 5 秒（Zynq 7z007s 的比特流大小约为 17Mb）。如果比特流中有调试内核，还可以读取 XADC 值或ila进行调试。

项目地址

https://github.com/kholia/xvcpi

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

总结

树莓派板载了wifi和1G 网口，所以可以使用无线或者有线进行调试。对应于实际设备中，上面的代码很容易移植到新的嵌入式设备，也无需浪费时间和精力在FPGA上做远程更新的手段。

PS：Jtag Pi不是必须得，只要树莓派的IO电平和FPGA电平标准兼容即可。

审核编辑：汤梓红