FPGA远程以太网JTAG设计与实现.pdf

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1、类号密级注1UDC学位论文FPGA远程以太网JTAG设计与实现（题名和副题名）朱保全（作者姓名）指导教师唐友喜教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士学科专业通信与信息系统提交论文日期2015.04论文答辩日期2015.05学位授予单位和日期电子科技大学2015年6月29日答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。RESEARCHANDIMPLEMENTATIONOFFPGAREMOTEETHERNETJTAGAMasterThesisSubmittedto

2、UniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:CommunicationandInformationSystemsAuthor:ZhuBaoquanAdvisor:Prof.TangYouxiSchool:NationalKeyLaboratoryofScienceandTechnologyonCommunication独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和

3、致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名：日期：年月日论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位

4、论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）作者签名：导师签名：日期：年月日摘要摘要随着可编程逻辑器件工艺的迅速发展，FPGA相关技术逐渐成为当前嵌入式领域研究的热门之一。为了增加FPGA芯片的灵活性，研究人员开始使用各种不同的配置技术来重构其功能。然而，目前要完成对FPGA的配置绝大部分必须以“面对面”的形式进行，即在配置FPGA芯片的时候，需要通过串口或者并口与本地的PC机相连。这样就具有以下几个弊端：(1)需要特定的配置电缆线以及配置工具，从而增加了开发的成本，并且降低了开发的效率。(2)没

5、有处理器进行逻辑控制，不利于软件调试。(3)由于线缆的限制，从而降低了系统的易维护性，同时降低了FPGA开发的便捷性和通用性。为了解决这些问题，本课题将目标转向了以太网为基础的远程配置技术。与传统的开发方式相比，远程开发方式不受地域和时间的限制，可以通过网络实现对于FPGA芯片的配置，使FPGA技术的嵌入式领域的应用更加广泛。目前对于远程开发方式的研究主要采用以传统微控制器为基础进行控制配置的方式。在此研究的基础上，本文通过一种SOPC(SystemOnAProgrammableChip,可编程片

6、上系统)技术，用软核处理器来代替传统的微控制器，不但可以降低嵌入式设计成本，同时也可以解决数据传输便捷性的问题。基于嵌入式软核的通信系统的应用，简化了FPGA配置数据的传输设计。本文具体研究内容包括以下几个方面：第一，在工程板卡的主控FPGA中设计嵌入式软核，协调具体的硬件，根据具体的硬件环境，实现处理器为核心的硬件逻辑设计，从而搭建起嵌入式处理器环境，为下一步移植操作系统确定硬件环境。第二，基于嵌入式软核移植嵌入式操作系统。主要根据PetaLinux源码，以工程板卡的硬件环境为基础，在软核中植入

7、Linux操作系统。为之后的JTAG程序运行构建软件环境。第三，完成了JTAG服务器程序和JTAG驱动程序的编写和测试。从而实现应I摘要用进程与Linux系统和FPGA芯片之间的数据传输通道，使其对应用层具有透明的调用接口。第四，测试了整个JTAG配置数据传输通道。主要进行了系统的功能测试和性能测试。本文的研究为SOPC技术在互联网中的应用提供了研究思路和参考设计方案。论文最终实现了FPGA芯片的远程配置功能，提高远程配置系统的可扩展性，这个成果将对远程开发方式的进一步发展有一定的理论及其现实意义

8、。关键词：FPGA，JTAG，远程，MicroBlaze，配置IIABSTRACTABSTRACTWiththerapiddevelopmentofprogrammablelogicdevicetechnology,FPGAtechnologiesgraduallybecomeoneofthehottestresearchinthefieldofembedded.InordertoincreasetheflexibilityoftheFPGAchip,theresearchersb