基于USB虚拟技术的FPGA远程片内调试方法实现-论文.pdf

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1、第35卷第2期雷达与对抗Vo1．35No．22015年6月RADAR＆ECMJun．2015基于USB虚拟技术的FPGA远程片内调试方法实现翟刚毅，王静娇，姜小祥，杨阳(中国船舶重工集团公司第七二四研究所，南京211153)摘要：为了方便FPGA调试，针对Xilinx公司的FPGA提出了一种远程片内调试方法。该方法主要分调试计算机端和测试板卡端两部分的实现。调试计算机端开发上层应用软件，创建虚拟USB设备；测试板卡端以ARM为核心，具有网络和USB主机功能，并完成USB到JTAG转换，最终实现调试计算机上通过网络进行远程调试。关键词：虚拟USB设备；FPGA远程调试；A

2、RM；USB主机；网络传输中图分类号：TP31文献标志码：A文章编号：1009—0401(2015)02—0042—03RealizationofaFPGAremoteon—chipdebuggingmethodbasedonUSBvirtualtechnologyZHAIGang—yi，WANGJing-jiao，JIANGXiao—xiang，YANGYang(No．724ResearchInstituteofCSIC，Naming211153)Abstract：Aremoteon—chipdebuggingmethodfortheFPGAofXilinxispro

3、posedtofacilitatetheFPGAdebugging．ThismethodmainlyconsistsofthePCandthetestboard．Thehigh—levelapplica—tionsoftwareisdevelopedonthePCwiththeUSBvirtualdevicecreated．ThetestboardwiththeARMasitscorehasthefunctionsofthenetworkandtheUSBhost，andcompletestheUSB—to—JTAGconversion．Finally，theremot

4、edebuggingisrealizedviatheEthernet．Keywords：USBvirtualdevice；FPGAremotedebugging；ARM；USBhost；networktransmission0引言1总体设计雷达研制中大量使用FPGA进行预处理，FPGA如图1所示，本系统主要包括调试计算机和测试系统在使用和调试过程中需要通过USB电缆进行bit板卡两部分。调试计算机上开发的应用软件通过网络流下载、chipscope调试等。而下载电缆传输距离有连接板卡，实现FPGA的远程调试。上层应用软件基限，在某些狭小空间和无人值守场所急需实现FPGA于

5、MFC编写，并内嵌基于DSF架构的虚拟USB设备。的远程加载和调试。板卡电路核心ARM处理器采用TI公司的本文基于USB虚拟技术针对Xilinx公司的FPGATM4C129XNCZAD芯片，USB转JTAG电路采用FTDI开发了一种远程调试方法，利用网络接口方便、传输距公司的FT232芯片。离远的优点，在FPGA板卡上嵌入相应电路，直接通过ARM处理器为每一块板卡分配唯一的IP地址，FPGA板卡网口连接到调试计算机实现远程加载、调调试计算机端的应用软件通过IP地址来选择不同的试功能。板卡。板卡上电后，ARM对USB设备进行枚举，USB设备信息通过网络上传到调试计算机。应

6、用软件使调试计算机端的Xilinx软件(如impact和chipscope)与板卡无缝连接，从而进行FPGA的加载、调试，就像本收稿日期：2015-03—15；修回日期：2015-04-02作者简介：翟刚毅(1978．)，男，高级工程师，硕士，研究方向：雷达信息处理；王静娇(1990一)，女，助理工程师，硕士，研究方向：雷达信息处理；姜小祥(1984．)，男，工程师，硕士，研究方向：雷达信息处理；杨阳(1989-)，男，助理工程师，硕士，研究方向：雷达信息处理。一42—雷达与对抗2015年第2期象?检测虚拟控制器是否存在?创建虚拟USB设备上电后ARM首先进行USB驱动

7、初始化，将其配对象?从USB根hub中获取一个端口?将新创建的置为USBHostCDC类，即主机类型，然后周期性地轮虚拟USB设备对象插入USB根hub中?开始事件询监听USB设备的状态。当有新设备连接时，通过中处理。断传输通知主机，然后调用枚举驱动对USB设备进行枚举。具体枚举过程如图6所示。3基于ARM的测试板卡端开发测试板卡的核心是TI公司的TM4C129XNCZAD主机收到有设备插入的中断ARM处理器，连接USB转JTAG的电路。图4为ARM复位设备的外围电路框图，图5为测试板卡实物图。uSBHCDRosetOTM4C129XNC