FPGA遠程以太網(wǎng)JTAG設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、隨著可編程邏輯器件工藝的迅速發(fā)展，F(xiàn)PGA相關(guān)技術(shù)逐漸成為當前嵌入式領(lǐng)域研究的熱門之一。為了增加 FPGA芯片的靈活性，研究人員開始使用各種不同的配置技術(shù)來重構(gòu)其功能。然而，目前要完成對FPGA的配置絕大部分必須以“面對面”的形式進行，即在配置FPGA芯片的時候，需要通過串口或者并口與本地的PC機相連。這樣就具有以下幾個弊端：
　　(1)需要特定的配置電纜線以及配置工具，從而增加了開發(fā)的成本，并且降低了開發(fā)的效率。
　　(2

2、)沒有處理器進行邏輯控制，不利于軟件調(diào)試。
　　(3)由于線纜的限制，從而降低了系統(tǒng)的易維護性，同時降低了FPGA開發(fā)的便捷性和通用性。
　　為了解決這些問題，本課題將目標轉(zhuǎn)向了以太網(wǎng)為基礎(chǔ)的遠程配置技術(shù)。與傳統(tǒng)的開發(fā)方式相比，遠程開發(fā)方式不受地域和時間的限制，可以通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)對于FPGA芯片的配置，使FPGA技術(shù)的嵌入式領(lǐng)域的應(yīng)用更加廣泛。
　　目前對于遠程開發(fā)方式的研究主要采用以傳統(tǒng)微控制器為基礎(chǔ)進行控制配置的方式

3、。在此研究的基礎(chǔ)上，本文通過一種SOPC(System On A Programmable Chip,可編程片上系統(tǒng))技術(shù)，用軟核處理器來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的微控制器，不但可以降低嵌入式設(shè)計成本，同時也可以解決數(shù)據(jù)傳輸便捷性的問題?；谇度胧杰浐说耐ㄐ畔到y(tǒng)的應(yīng)用，簡化了 FPGA配置數(shù)據(jù)的傳輸設(shè)計。本文具體研究內(nèi)容包括以下幾個方面：
　　第一，在工程板卡的主控 FPGA中設(shè)計嵌入式軟核，協(xié)調(diào)具體的硬件，根據(jù)具體的硬件環(huán)境，實現(xiàn)處理器為核心的

4、硬件邏輯設(shè)計，從而搭建起嵌入式處理器環(huán)境，為下一步移植操作系統(tǒng)確定硬件環(huán)境。
　　第二，基于嵌入式軟核移植嵌入式操作系統(tǒng)。主要根據(jù)PetaLinux源碼，以工程板卡的硬件環(huán)境為基礎(chǔ)，在軟核中植入Linux操作系統(tǒng)。為之后的JTAG程序運行構(gòu)建軟件環(huán)境。
　　第三，完成了JTAG服務(wù)器程序和JTAG驅(qū)動程序的編寫和測試。從而實現(xiàn)應(yīng)用進程與 Linux系統(tǒng)和 FPGA芯片之間的數(shù)據(jù)傳輸通道，使其對應(yīng)用層具有透明的調(diào)用接口。