做了个无线的FPGA调试器!支持Vivado!

做了个无线的FPGA调试器!支持Vivado!
2024年11月27日 12:36 电子产品世界

做了一个AMD/Xilinx FPGA无线调试器

本文引用地址:

可以使用Vivado无线调试FPGA!网友表示:可以使用Vivado无线调试FPGA!网友表示:

具有智能配网功能,oled屏幕显示连接状态、IP地址等信息……

基于ESP32-C3设计,软件兼容ESP32全系

具备智能配网功能,连接路由器无需修改代码

支持Vivado调试、下载FPGA无需额外插件

具备电平转换设计,兼容低压IO FPGA

原理图
原理图原理图
PCB图PCB图

主控:ESP32

因为好用便宜,且能连上WIFI,配合Arduino能大大降低软件开发难度

LDO不再使用典中典1117

因为现在有更好用的长晶CJ6206,外围只需两颗1uF MLCC

下载器全局3.3V供电但是FPGA的IO电压通常会更低,比如3.3 2.5 1.8等。这时候把ESP32的3.3v IO直接怼上FPGA的1.8v IO,很明显会出事……那怎么办呢?作为一个实用的工具,下载器必须具备IO电平转换功能。

本设计使用了一颗润石RS4T774电平转换芯片,对JTAG的4根信号线进行电平转换,0.9-3.6v电平都能转,而且传输延迟低。其他品牌的4T774也可以平替。

PS:电路设计软件:嘉立创EDA;电路尺寸支持免费打样~

本章节主要分享——外围连接、固件下载、智能配网、连接Vivado步骤注意事项,还有独立供电 的说明。

1.外围连接

  • 下载器采用Xilinx标准的2.54mm 14P牛角座IO布局,与一般的下载器IO布局相同,大部分开发板可直接连接

  • 显示屏兼容SSD130主控OLED 0.91/0.96寸IIC 4P接口屏幕。插的时候注意方向

  • 短接Boot的两个引脚后复位,进入下载模式

  • RxTx接口对应ESP32的原生串口,用于调试

  • GND 3V 5V的接口用于供电

2.固件下载

  • 配套的ESP32软件源码在Gitee仓库维护,可以自行编译也可以直接下载

  • 可以使用ESP32-C3的USB CDC串口下载程序,也可以使用UART外设下载程序

  • 短接Boot的两个引脚,按下Rst键复位,即可进入下载模式。USB Type-C接口的D+D-已经连上了ESP32的USB外设IO,可直接用于下载。具体的下载方式及配套软件不再赘述,网上教程很多

3.智能配网

本工程使用了乐鑫的智能配网功能(SmartConfig),无需在程序中固化WIFI名称和密码,通过手机即可在线配网

ESP32上电后,默认尝试连接上一次的WIFI。多次尝试连接失败后,进入智能配网状态:

  • 进入手机乐鑫官网安装ESP TOUCH

  • 保持WIFI开启,连接WIFI

  • 打开ESP TOUCH,输入WIFI密码,点击确认

  • 稍等片刻,配网完成后oled屏幕会显示连接信息

4.连接Vivado

  • 将ESP32对应引脚与FPGA的JTAG接口连接,保证ESP32和电脑连接在同一个路由器。

  • 打开Vivado->Open Hardware Manager

  • 点击Open target->Open new target->Next->选择Local server再Next->点击Add Xilinx Virtual Cable->输入屏幕显示的IP地址端口号

  • 如果Hardware窗口中已存在localhost(),则localhost()->右键->Add Xilinx Virtual Cable(XVC)

  • 如果看到调试器Hardware Target与FPGA器件Hardware Devices,表示连接成功,开始愉快的无线烧录吧

5.独立供电

既然是无线下载器,用USB供电就感觉怪怪的。

板子下方预留了丝印为GND 3V 5V的排针接口,分别用于接地、外部3.3V供电、外部5V供电。固件烧录完成后,即可使用FPGA板卡的电源供电,无需连接电脑

3V接口用于连接外部3.3V电源,5V接口用于连接外部5V电源,同时只能连接其中一个电源

5V供电连接后,3V接口会对外输出LDO降压得到的3.3V电压,此时3V不允许连接外部电源,否则可能出现电流倒灌导致器件烧毁。

开源资料入口:https://oshwhub.com/xiaowuzxc/14f2b16d900e4e69b931aa1f05779b25

【正文完】

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