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从PFL megafunction中学到的Virtual JTAG使用技巧

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现在开发的产品需要借用CPLD烧写Nor Flash,可选的方案有两个:采用Altera的Parallel Flash Loader,或者自己用VJTAG做一个。

采用PFL虽然速度够快,但是曾经有过文件不匹配的失败经历,所以采用了后一个方案。CPLD代码和Tcl底层操作很快开发出来了,做软件的同事开 发的Tcl用户接口也很容易操作,但是发现烧写速度慢得惊人,只有几kB/s。

同样是采用JTAG电路,甚至原理都一样,为什么效率差这么多?是不是Altera给用户开放的API是慢速的?PFL到底需要怎样的文件格式。为 了弄清这些问题,我硬着头皮又把PFL做了一遍。先前采用PFL时没弄清文件格式和烧写起始地址,所以失败了。这次在文件格式上下了些功夫,把原理搞清楚 了,下载也就成功了。

烧写虽然成功了,但是我仍然没弄明白占用的逻辑资源差不多,PFL的速度为什么这么快。于是利用周末的时间把PFL生成的代码仔细分析了一遍,还真 发现不少提高Virtual JTAG操作效率的窍门:

1. IR采用one-hot方式编码,减少了译码逻辑的复杂度。

2. 采用一条专用的IR命令,通过JTAG获得参数化硬件电路的参数值。通过读取硬件电路的参数值,自动保证Tcl脚本与HDL代码中数据宽度等信息的一致 性。

3. 对于连续地址写入操作,采用一个计数器产生地址值,而不采用专用IR命令传入地址值。

4. 在数据写入命令的数据移入寄存器中多添加一位,用于产生上述计数器的计数脉冲。

5. 采用TCK同步操作,既可以保证电路在低频率下稳定工作,还省去了外部输入时钟和相应的跨时钟域边沿同步脉冲提取电路。

6. 在PFL的Magawizard界面中,有一个area/speed选项,选中speed模式,还能进一步提高速度。代价是需要采用RAM(CPLD中没 有)或LE实现一个FIFO,实现数据的缓冲;围绕着这个FIFO,还要设计两个状态机,一个实现从VJTAG接口向FIFO写入数据的操作,一个实现读 取FIFO向Flash接口写入数据的操作。这只是初步分析,我还没能弄清speed模式下的操作细节。

PS:PFL需要的文件格式和生成方法我还要另写一篇日志。

参考文件:rar

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