Перейти к содержанию
Поиск
    

Загрузка прошивки из STM32 через JTAG в ПЛИС

Ответить

Nagisa    0

Nagisa
Опубликовано · Жалоба

Странного хочется:

хочу облегчить процедуру обновления прошивок на железке, и вижу такой путь: у меня есть на плате STM32 с MicroSD карточкой, что соответственно позволяет хранить прошивку для ПЛИС (циклон2) и есть время при старте на прошивку (2секунды).

Подозреваю, что я не первый озадачился таким путем, но вот что-то не нашел описаний подобного.

Интересно:

- протокол

- особенности реализации на STM32, подводные камни

- надо ли как-то переформатировать прошивку *.sof для заливки ?

и если есть какие-то ccылки / примеры будет супер

 

Поделиться сообщением

Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

x893    35

x893
Опубликовано · Жалоба

Все придумано до Вас

https://www.intel.com/content/dam/www/programmable/us/en/pdfs/literature/hb/cyclone-iv/cyiv-51008.pdf

Поделиться сообщением

Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

adnega    10

adnega
Опубликовано · Жалоба
3 часа назад, Nagisa сказал:

Странного хочется:

Нормальное желание. Только грузить лучше не по JTAG, а через PS (Passive Serial).

Примерно так:

- дергаете nCONFIG на GND;

- CONF_DONE падает вниз;

- затем через DCLK и DATA0 подаете битовый поток (из .rbf, но там биты в байте обращены);

- получаете на CONF_DONE единицу.

Многое зависит от объема прошивки (кста, поддерживается сжатие), у меня при DCLK порядка 20 МГц получилось чуть более 20 мс.

Это как раз EP2:

29278765_.thumb.png.5b185c5c8b257d8c963aadba107c5518.png

ep2_data.rbf ep2_ps.dsl

275535862_.thumb.png.9757d8004c48b1ba9daa6db2a0de9c47.png

3 часа назад, x893 сказал:

Все придумано до Вас

https://www.intel.com/content/dam/www/programmable/us/en/pdfs/literature/hb/cyclone-iv/cyiv-51008.pdf

Для второго циклона: https://www.intel.in/content/dam/www/programmable/us/en/pdfs/literature/hb/cyc2/cyc2_cii51013.pdf

Пример

main.c

Поделиться сообщением

Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

adnega    10

adnega
Опубликовано · Жалоба

Сконвертировать можно sof->rbf можно при помощи Convert Programming File (есть в меню File проекта).

Внизу нужно будет нажать Add File и добавить ваш sof.

428717168_.thumb.png.f87cddaa084bd99970c467ee12ac8541.png

 

Либо установить соответствующую галочку в настройках проекта.

682991546_.thumb.png.640d6b0aa540b4340bf204aba1f3f25f.png

Поделиться сообщением

Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Nagisa    0

Nagisa
Опубликовано · Жалоба
On 7/16/2021 at 6:13 PM, adnega said:

Нормальное желание. Только грузить лучше не по JTAG, а через PS (Passive Serial).

Примерно так:

- дергаете nCONFIG на GND;

- CONF_DONE падает вниз;

- затем через DCLK и DATA0 подаете битовый поток (из .rbf, но там биты в байте обращены);

- получаете на CONF_DONE единицу.

Многое зависит от объема прошивки (кста, поддерживается сжатие), у меня при DCLK порядка 20 МГц получилось чуть более 20 мс.

Это как раз EP2:

29278765_.thumb.png.5b185c5c8b257d8c963aadba107c5518.png

ep2_data.rbf 47.86 kB · 1 download ep2_ps.dsl 87.14 kB · 1 download

275535862_.thumb.png.9757d8004c48b1ba9daa6db2a0de9c47.png

Для второго циклона: https://www.intel.in/content/dam/www/programmable/us/en/pdfs/literature/hb/cyc2/cyc2_cii51013.pdf

Пример

main.c 4.57 kB · 2 downloads

Огромное спасибо за развернутый ответ! буду делать макетку для обкатки

Поделиться сообщением

Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

copov    2

copov
Опубликовано · Жалоба

Проще сделать файл ttf. Затем циферки через запятую в тексте программы для STM32 оформить в виде масссива данных.

Поделиться сообщением

Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

adnega    10

adnega
Опубликовано · Жалоба
2 часа назад, copov сказал:

Проще сделать файл ttf. Затем циферки через запятую в тексте программы для STM32 оформить в виде масссива данных.

Несжатая прошивка в ПЛИС занимает довольно много памяти:

1283651602_.png.6efa55fd04a197c562b94f85813eb78d.png

Мне проще .rbf (по сути bin) записать при прошивке МК в выделенный регион памяти, чем каждый раз компилировать исходник, содержащий текстовый файл под 300 килобайт.

Причем в будущем этот хардкод-массив не поменяешь - только прошивкой. А если только прошивкой, то она автоматом возрастает на 300 килобайт. Кста, после сжатия blink для EP2C5 занимает порядка 50 кбайт. 

$(PG) -c SWD UR -ME -P ./ep2_data.bin 0x08008000 -P $(MAIN_OUT_BIN) 0x08000000 -Halt -Rst -Run

Такой командой ST-Link запишет конфигурацию ПЛИС в заданном регионе

Поделиться сообщением

Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

HardWareMan    1

HardWareMan
Опубликовано · Жалоба
On 7/16/2021 at 5:13 PM, adnega said:

Нормальное желание. Только грузить лучше не по JTAG, а через PS (Passive Serial).

А почему PS? Ради экономии ног? А я вот через JTAG гружу и за одно по окончанию проверяю CONFIG_DONE флаг при Boundary Scan. Грузить могу как из внутренней FLASH так и из файла с карты через FatFS. Ну и как бонус - могу проверять CHIP_ID, на всякий случай.

Поделиться сообщением

Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

adnega    10

adnega
Опубликовано · Жалоба
1 час назад, HardWareMan сказал:

А почему PS? Ради экономии ног?

И ног меньше, и алгоритм проще, и решение универсальное.

У меня Циклоны EP1, EP2, EP4 и Spartan-3AN одинаково управляются, хотя платы расширения могут быть реализованы на разных FPGA.

Есть ли где-то подробное разжевывание про загрузку через JTAG?

 

Поделиться сообщением

Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

HardWareMan    1

HardWareMan
Опубликовано (изменено) · Жалоба
Quote

И ног меньше, и алгоритм проще, и решение универсальное.

Ну, допустим, ног у вас, я вижу, тоже 4. К простоте алгоритма и скорости претензий нет, да и универсальность тоже плюс. Но если подключен JTAG то там появляются дополнительные фишки, вроде Boundary Scan.

 

On 8/6/2021 at 1:40 PM, adnega said:

Есть ли где-то подробное разжевывание про загрузку через JTAG?

 

Да вроде там обычный стандартный JTAG TAP. А команды и расположение сигналов/флагов прописаны в BSDL файле. Например, для Cyclone IV описаны следующие (но я использую не все): 

// Команды JTAG
const uint16_t JI_EXTEST		= 0x000F;
const uint16_t JI_PROGRAM		= 0x0002;
const uint16_t JI_STARTUP		= 0x0003;
const uint16_t JI_CHECK_STATUS		= 0x0004;
const uint16_t JI_SAMPLE		= 0x0005;
const uint16_t JI_IDCODE		= 0x0006;
const uint16_t JI_USERCODE		= 0x0007;
const uint16_t JI_ACTIVE_DISENGAGE	= 0x02D0;
const uint16_t JI_BYPASS		= 0x03FF;
const uint16_t JI_PULSE_NCONFIG		= 0x0001;
const uint16_t JI_CONFIG_IO		= 0x000D;
const uint16_t JI_HIGHZ			= 0x000B;
const uint16_t JI_CLAMP			= 0x000A;

Cам код у меня ногодрыжкый, от чего не привязан к конкретным пинам, а узкий цикл написан на асме: 

// Прогружаем буфер в JTAG через TDI в узком цикле
__attribute__ ((naked)) void WriteJTAGBuf(uint32_t Buf, uint32_t Size)
{	// Все в наших руках
	__asm volatile
	(	// Вводная часть
		"PUSH	{R0-R8}\n"
		// План распределения регистров
		// R0 - указатель на массив данных
		// R1 - счетчик байт (преобразуем в счетчик двойных слов)
		"ORRS	R1, R1, #0\n"
		"BEQ	WriteJTAGExit\n"
		// R2 - указатель на GPIOD->BSRR
		"MOVW	R2, #0x0C18\n"
		"MOVT	R2, #0x4002\n"
		// R3 - Установить TDI в 1
		"MOVW	R3, #0x8000\n"
		"MOVT	R3, #0x0000\n"
		// R4 - Сбросить TDI в 0
		"MOVW	R4, #0x0000\n"
		"MOVT	R4, #0x8000\n"
		// R5 - Установить TCK в 1
		"MOVW	R5, #0x1000\n"
		"MOVT	R5, #0x0000\n"
		// R6 - Сбросить TCK в 0
		"MOVW	R6, #0x0000\n"
		"MOVT	R6, #0x1000\n"
		// R7 - Счетчик бит (8 за раз)
		// R8 - Временный регистр с данными
		"WriteJTAGLoop:\n"
		// Цикл BYTEов
		"LDRB	R8, [R0, #0]\n"
		"ADD	R0, R0, #1\n"
		"MOVW	R7, #0x0008\n"
		"MOVT	R7, #0x0000\n"
		"WriteJTAGBits:\n"
		// Цикл бит BYTEа
		"LSRS	R8, #1\n"
		"BCS	WriteJTAGOne\n"
		"STR	R4, [R2, #0]\n"
		"B	WriteJTAGCont\n"
		"WriteJTAGOne:\n"
		"STR	R3, [R2, #0]\n"
		"B	WriteJTAGCont\n"
		"WriteJTAGCont:\n"
		"STR	R5, [R2, #0]\n"
		"SUBS	R7, #1\n"
		"NOP\n"
		"NOP\n"
		"NOP\n"
		"STR	R6, [R2, #0]\n"
		"BNE	WriteJTAGBits\n"
		"SUBS	R1, #1\n"
		"BNE	WriteJTAGLoop\n"
		// Конец
		"WriteJTAGExit:\n"
		"POP	{R0-R8}\n"
		"BX		LR\n"
	);
}

Он прогружает распакованный стрим RBF от EP4CE22E22C8N размером 718569 байт на STM32F437 @168MHz примерно 0.5 секунды, точно не измерял. Сначала делаю тест линка через команду JI_BYPASS, затем проверяю ID чипа через JI_IDCODE. Если всё правильно, то посылаю JI_ACTIVE_DISENGAGE и потом JI_PROGRAM, немного жду (в букваре на циклопа есть это время) и загоняю битстрим единым куском. Потом делаю JI_CHECK_STATUS и смещаюсь на бит CONFIG_DONE согласно BSDL файла и проверяю его. По результату проверки принимаю решение дальнейших действий. Уверен, что можно ещё оптимизировать, но оно и так работает и меня устраивает, а если сделать аппаратный TAP или попробовать заюзать набортный JTAG то конечно всё будет на порядки быстрее.

 

PS Записал. Скорость получилась порядка 10МHz.

1.thumb.PNG.49e5fa529cf34b47fe674420dde60ec5.PNG

2.thumb.PNG.f10ddbcc85e3067b4ef60c6687d1d26b.PNG

3.thumb.PNG.efc73b651c6f758d87498adc75aceb52.PNG

Про ускорение в разы немного погорячился, там вроде бы больше 20МГц нельзя тактировать при прогрузке битстрима.

Изменено пользователем HardWareMan

Поделиться сообщением

Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

adnega    10

adnega
Опубликовано · Жалоба

Спасибо за информацию! Нужно будет попробовать. У меня сейчас только PS и AS варианты заложены, но JTAG очень интересен в перспективе.

Поделиться сообщением

Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

HardWareMan    1

HardWareMan
Опубликовано (изменено) · Жалоба
11 hours ago, adnega said:

Спасибо за информацию! Нужно будет попробовать. У меня сейчас только PS и AS варианты заложены, но JTAG очень интересен в перспективе.

А ещё JTAG позволяет обслуживать целую цепочку устройств, если в проекте несколько FPGA или CPLD. В том числе, можно через него обновлять конфигурационное устройство (то самое ПЗУ, с которого грузится FPGA на старте) через файл JIC. И всё только по 4м проводам. Ну, так-то можно вообще полноценный плеер STAPL (Jam™ Standard Test and Programming Language) написать. Но лично мне это пока не надо.

Снимок.PNG

 

PS Внезапно, есть исходники JAM плеера на 8051. Удивлён. Ну и доступны исходники Jam STAPL Byte-Code Player Version 2.2 и Jam STAPL Player Version 2.5. Работает плеер с файлами *.jbc

Изменено пользователем HardWareMan

Поделиться сообщением

Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Присоединяйтесь к обсуждению

Вы можете написать сейчас и зарегистрироваться позже. Если у вас есть аккаунт, авторизуйтесь, чтобы опубликовать от имени своего аккаунта.

Гость
Ответить в этой теме...

×   Вставлено с форматированием.   Вставить как обычный текст

  Разрешено использовать не более 75 эмодзи.

×   Ваша ссылка была автоматически встроена.   Отображать как обычную ссылку

×   Ваш предыдущий контент был восстановлен.   Очистить редактор

×   Вы не можете вставлять изображения напрямую. Загружайте или вставляйте изображения по ссылке.

×
×
×
  • Создать...