XC9500系列CPLD遙控編程的實(shí)現

數據輸入由紅外收發(fā)器實(shí)現(如可用Siemens公司的IRM3105)，它所接收到的數據是由PC機生成的按RS232格式打包的XSVF格式編程數據文件，收發(fā)器通過(guò)UART(Universal Asynchronous Receiver Transmitter)　接口和XC95108相連。

XC95108包含URAT接收器、時(shí)序控制狀態(tài)機及總線(xiàn)控制器等。URAT接收器對接收到的數據進(jìn)行校驗，并且去掉起始位和結束位，如果接收正確則通知時(shí)序控制狀態(tài)機數據接收就緒，如果接收不正確則給出錯誤指示。

時(shí)序控制狀態(tài)機是遙控編程的核心，包括四種狀態(tài)，即HIGH、LOW、DOWNLOAD和ISP。XSVF文件的第一、二個(gè)字節為傳輸的字節總數，在狀態(tài)HIGH和LOW時(shí)字節總數的高低字節被保存到一個(gè)變量中，當在DOWNLOAD狀態(tài)時(shí)，每當往XSVF RAM寫(xiě)入一個(gè)字節，該變量的值減1，同時(shí)XSVF RAM的地址增1。一旦全部XSVF文件都寫(xiě)入XSVF RAM中，狀態(tài)機便進(jìn)入ISP狀態(tài)，此時(shí)中斷微控制器，微控制器響應中斷并進(jìn)入中斷服務(wù)子程序。中斷服務(wù)子程序根據XSVF RAM中的信息通過(guò)JTAG對XC9500 CPLD器件進(jìn)行編程。

總線(xiàn)控制器根據時(shí)序控制狀態(tài)機控制XSVF格式數據存儲器的數據總線(xiàn)的切換，當在DOWNLOAD狀態(tài)時(shí)，總線(xiàn)控制權交由XC95108;當在ISP狀態(tài)時(shí)，總線(xiàn)控制權交由8031;當在HIGH和LOW狀態(tài)時(shí)，總線(xiàn)為高阻狀態(tài)。

3.2 XSVF文件的生成

上面提到過(guò)遠程端接收到的數據為XSVF文件，XSVF文件是由本地PC機生成的，它是如何生成的呢?首先將設計數據輸入，開(kāi)發(fā)系統進(jìn)行設計轉換生成JEDEC器件編程文件;然后，由Xilinx公司提供的軟件EZTagTM自動(dòng)讀取JEDEC文件并轉換成SVF文件，SVF格式是專(zhuān)門(mén)用來(lái)描述IEEE 1149.1(JTAG)總線(xiàn)操作的格式，SVF文件中不僅包含CPLD的編程數據，也包含有編程命令，但由于SVF格式為ASXII碼，因要求較大內存，不適合嵌入式應用;最后，由軟件svf2xsvf將SVF格式轉換成XSVF格式，XSVF格式為壓縮的二進(jìn)制格式，占用存儲空間小，因而更適合嵌入式應用。

3.3 嵌入式ISP編程流程

XC9500通過(guò)四線(xiàn)測試存取端口TAP(Yest Access Port　和TAP控制器來(lái)執行系統內編程和IEEE 1149.1邊界掃描測試(JTAG)。TAP包括TCK、TMS、TDI和TDO四個(gè)引腳，TAP控制器是16狀態(tài)的狀態(tài)機，控制邊界掃描電路按照TMS運行，執行由IEEE規定的狀態(tài)圖(詳細內容參見(jiàn)參考文獻1，下面所提到的狀態(tài)，如Shift-1R、Shift-DR等包含在16個(gè)狀態(tài)之中)。微控制器根據XSVF文件提供的指令和數據激勵TAP端口，在TAP控制器的控制下實(shí)現XC9500 CPLD的ISP編程。流程圖如圖3所示。

XSVF格式的編程文件包含編程指令和數據，編程指令主要有三條，即XRUNTEST、XSIR和XSDR。微控制器讀取指令后進(jìn)行解釋?zhuān)⒏鶕噶顖绦邢鄳牟僮鳌?p>XRUNTEST指令指定在執行下一條XSIR和XSDR指令之前在Run-Test/ldle狀態(tài)停留的時(shí)間，指令之后緊接的4個(gè)字節為時(shí)間數值(毫秒數);當微控制器讀取的指令為XSIR時(shí)，便為T(mén)MS和TCK提供激勵直至進(jìn)入Shift-IR狀態(tài)，然后讀取指定的數據長(cháng)度值和數據，并將數據送到TDI口;微控制器讀取XSDR指令時(shí)，首先讀取將要在Shift-IR狀態(tài)輸出的數據，再觸發(fā)TMS和TCK直接進(jìn)入Shift-IR狀態(tài)，并保持TMS為低，停留在Shift-IR狀態(tài)，將XSVF文件數據輸出到TDI口，并存儲從TDO口接收到的數據，在所有數據都輸出到TDI口之后，TMS變高進(jìn)入Exit-1-DR狀態(tài)，然后將從TD0輸入的值和TDO預期值相比較，如果不匹配則轉出錯處理，如匹配則重新進(jìn)入Run-Test/ldle狀態(tài)。微控制器循環(huán)地從XSVF RAM中讀取指令和數據并執行，直到編程結束。