本發(fā)明涉及計算機硬件技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于自定義接口實現(xiàn)FPGA內(nèi)部存儲空間讀寫操作的調(diào)試方法。

背景技術(shù)：

在現(xiàn)有的計算機科學(xué)教學(xué)過程中，很多計算機硬件設(shè)計的課程都缺乏有效的調(diào)試手段，從而使得學(xué)生們常常將大量的時間用于調(diào)試設(shè)計缺陷，而沒有足夠的時間去理解教學(xué)內(nèi)容。

鑒于此，有必要針對調(diào)試方法進行改進，以便于直接講解教學(xué)過程。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種基于自定義接口實現(xiàn)FPGA內(nèi)部存儲空間讀寫操作的調(diào)試方法，可以便于學(xué)生們快速地定位設(shè)計問題，更好地理解教學(xué)內(nèi)容。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種基于自定義接口實現(xiàn)FPGA內(nèi)部存儲空間讀寫操作的調(diào)試方法，包括：

由上位機調(diào)用驅(qū)動程序結(jié)構(gòu)，來識別與其通過USB接口相連的轉(zhuǎn)換板，再發(fā)送包含讀/寫命令以及相應(yīng)地址的數(shù)據(jù)包給轉(zhuǎn)換板；

所述轉(zhuǎn)換板接收到數(shù)據(jù)包后進行解析，并轉(zhuǎn)換成自定義的類SPI總線接口時序，再發(fā)送給FPGA芯片；

FPGA芯片解析接收到的類SPI總線接口時序，并根據(jù)解析結(jié)果做出相應(yīng)的響應(yīng)。

所述驅(qū)動程序結(jié)構(gòu)為CY7C68013A的驅(qū)動程序結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)換板芯片型號為：CY7C68013A。

該方法還包括：所述上位機初始化USB設(shè)備連接的轉(zhuǎn)換板并讀出供應(yīng)商id和產(chǎn)品id。

由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，通過上位機直接對FPGA內(nèi)部存儲空間進行包含讀寫的調(diào)試操作，非常的方便和直觀，也方便學(xué)生理解教學(xué)內(nèi)容。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他附圖。

圖1為本發(fā)明實施例提供的一種基于自定義接口實現(xiàn)FPGA內(nèi)部存儲空間讀寫操作的調(diào)試方法的示意圖。

圖2為本發(fā)明實施例提供的上位機與轉(zhuǎn)換板通信數(shù)據(jù)包格式示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明的保護范圍。

本發(fā)明實施例提供一種基于自定義接口實現(xiàn)FPGA內(nèi)部存儲空間讀寫操作的調(diào)試方法，如圖1所示，其主要包括：

由上位機調(diào)用驅(qū)動程序結(jié)構(gòu)，來識別與其通過USB接口相連的轉(zhuǎn)換板，再發(fā)送包含讀/寫命令以及相應(yīng)地址的數(shù)據(jù)包給轉(zhuǎn)換板；

所述轉(zhuǎn)換板接收到數(shù)據(jù)包后進行解析，并轉(zhuǎn)換成自定義的類SPI總線接口時序(可簡稱EJTAG接口)，再發(fā)送給FPGA芯片；

FPGA芯片解析接收到的類SPI總線接口時序，并根據(jù)解析結(jié)果做出相應(yīng)的響應(yīng)。

上述方案可以直接通過上位機對FPGA內(nèi)部存儲空間進行讀寫操作的工具，在CPU設(shè)計課程中是非常有效的調(diào)試方式。

本發(fā)明實施例中，上位機可以是XP系統(tǒng)的PC，其主要功能有：初始化板子上USB設(shè)備的連接、配置FPGA、內(nèi)存回收(讀取數(shù)據(jù))、MEM測試(讀寫數(shù)據(jù))。對于初始化USB設(shè)備的連接，同時需要獲取供應(yīng)商id和產(chǎn)品id，這些只需要通過對芯片廠家提供的lib進行封裝即可實現(xiàn)。上位機的上述功能可以通過相應(yīng)的程序來實現(xiàn)。

本發(fā)明實施例中，上位機最主要的功能就是對FPGA存儲空間進行讀寫操作，需要先設(shè)置地址，再讀取或?qū)懭胂鄳?yīng)地址的數(shù)據(jù)。上位機與轉(zhuǎn)換板通信數(shù)據(jù)包格式如圖2所示。

在上位機的程序開發(fā)中，首先需要用Visual Studio編寫CyWrapper工程，該工程對驅(qū)動程序接口進行封裝，編譯生成DLL文件、LIB文件頭文件(CyAPI.h)。接著建立Qt工程，通過調(diào)用CyAPI.h對DLL文件和LIB文件進行鏈接，利用界面工具設(shè)計界面，調(diào)用DLL里面的函數(shù)對FPGA的內(nèi)部存儲空間進行讀寫操作。上位機程序首先會初始化板子上USB設(shè)備的連接并讀出供應(yīng)商id和產(chǎn)品id，之后會提供配置FPGA、內(nèi)存回收、MEM測試的功能。

本發(fā)明實施例中，驅(qū)動程序為CY7C68013A(可簡稱68013)的驅(qū)動程序結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)換板芯片型號為：CY7C68013A。

轉(zhuǎn)換板所要實現(xiàn)的各個功能也可以通過相應(yīng)的固件程序來實現(xiàn)，比如固件程序負責連接上位機與實驗箱(XC6SLX150)，接收上位機發(fā)來的數(shù)據(jù)包，并解析、模擬EJTAG接口時序，實現(xiàn)讀寫操作。FPGA程序?qū)崿F(xiàn)EJTAG接口到并行RAM-like接口的轉(zhuǎn)換，并提供一端可供讀寫的存儲空間。

本發(fā)明實施例中，可以全部采用EP0端點進行通信；同時，地址、數(shù)據(jù)均為32bit位寬(占4個字節(jié))。

本發(fā)明實施例的上述方案，通過上位機直接對FPGA內(nèi)部存儲空間進行包含讀寫的調(diào)試操作，非常的方便和直觀，有助于學(xué)生理解教學(xué)內(nèi)容。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護范圍為準。