在含有CPLD芯片的電子產(chǎn)品中，由于代碼中的BUG需要升級固件，如果以前的固件內(nèi)沒有離線燒寫系統(tǒng)，那么必須要通過專門的燒寫工具把固件下載到CPLD中去(如USB Blaster)，但這樣非常繁瑣，而且不方便售后服務，所以代碼內(nèi)集成離線燒寫系統(tǒng)的重要性可見一斑。
廢話不多說，直接進入正題！！！

方案一：ALTERA 官方Jam STAPL Byte-Code Player Version 2.2

點擊官方源碼跳轉到官方下載頁面
該方案可移植到DOS、嵌入式(包括STM32等MCU)、windows等平臺，采用.jbc二進制文件(可以由quartus軟件生成)作為程序文件進行編程。
移植到MCU(STM32為例子)額外注意事項如下：
1、JBC文件中的數(shù)據(jù)到提出出來存放到一個數(shù)組中(由jbc2data.c得到)
2、移植參考STM32的CPLD離線燒寫系統(tǒng)設計.pdf、源碼中的readme.txt、AN 122 Using Jam STAPL for ISP via an Embedded Processor.pdf文檔
3、根據(jù)平臺屏蔽或者刪除掉不相關的函數(shù)、頭文件
4、Jam STAPL Byte-Code Playe源碼中的標準請參考jesd71_stapl.pdf
5、源碼本身占用大概20K的空間，另外還要占用大概16K以上的RAM空間(因為代碼中申請了非常多的堆空間)
6、.jbc文件可由quartus II ->代碼下載頁面 -> file -> create Jam、Svf、Jbc… -> Jam STAPL Byte-Code 2.0(.jbc)生成 (方案二的.svf文件也在這里生成，一般選擇1MHz的TCK頻率)

移植后成功升級CPLD固件的輸出信息：

方案二：由SVF文件獲得編程細節(jié)，模擬JTAG進行編程

重要參考文章：
1、MCU模擬JTAG接口對LATTICE CPLD FPGA 進行在線編程加載
NOTE：
1)、該文章內(nèi)JTAGState結構體中的Pattern為TMS對應不同狀態(tài)的值，如IDLE->SHIFTIR，TMS從1->1->0->0變化(計為0xC0)，共4個TCK。
2)、Lattice與Altera的SVF文件有很大區(qū)別，所以只需要看懂Excute_SIR、SDR、Set_JTAG_State_Machine()等幾個函數(shù)即可
2、ARM JTAG 調(diào)試原理.pdf(仔細讀懂里面的狀態(tài)機轉換)

SVF文件部分細節(jié)如下(生成方法同生成.jbc文件類似，注意TCK頻率不宜過高，1MHz即可)：

! ! ! TRST ABSENT; ENDDR IDLE; ENDIR IRPAUSE; STATE IDLE; SIR 10 TDI (2CC); RUNTEST IDLE 1003 TCK ENDSTATE IDLE; ! ! ! !CHECKING SILICON ID ! ! ! SIR 10 TDI (203); RUNTEST 8 TCK; SDR 13 TDI (0089); SIR 10 TDI (205); RUNTEST 8 TCK; SDR 16 TDI (FFFF) TDO (8232) MASK (FFFF); SDR 16 TDI (FFFF) TDO (2AA2); SDR 16 TDI (FFFF) TDO (4A82); SDR 16 TDI (FFFF) TDO (8C0C); SDR 16 TDI (FFFF) TDO (0080);

方案思路：因為.svf文件描述的是JTAG的編程細節(jié)，只要我們從.svf文件中提取出相應數(shù)據(jù)，包括指令數(shù)據(jù)、輸入輸出數(shù)據(jù)等，然后按照對應指令執(zhí)行即可。
例子：

SIR 10 TDI (203);

該語句表示發(fā)送10位指令數(shù)據(jù)0x203；通過算法處理該語句，提取出該語句的有效信息為"IR"指令、“10"位數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)為“0x203”，MCU模擬JTAG編程時，先匹配命令"IR",再發(fā)送相應位數(shù)的指令數(shù)據(jù)即可，其他命令同理可得(提取算法需要自己寫，可用Qt的正則表達式提取)。

//命令可以用如下數(shù)據(jù)對應typedef enum{RESET_CMD = 0x00,IDLE_CMD = 0x01,RUN_TCK = 0x02,RUN_IDLE_TCK = 0x03,SIR_CMD = 0x04,SDR_DIR = 0x05,SDR_TDO = 0x06,SDR_TDO_MASK = 0x07,INVALID_CMD = 0xFF}JTAG_CMD;

重要提示：.jbc的編程波形幾乎與svf文件中描述的一致，所以可以通過.jbc文件的編程波形(由邏輯分析儀捕捉得到)分析、修改自己的代碼
NOTE：文章末尾有部分.jbc運行編程時測得的波形文件(由方案一得到，邏輯分析儀軟件為KingstVIS，方案一的波形與quratus II直接下載.jbc文件的波形主要區(qū)別于IDLE狀態(tài)下，方案一中TCK為低，quartus一直運行TCK)

由KingstVIS邏輯分析儀得到的.jbc編程波形

步驟一：
提取svf文件中的數(shù)據(jù)存到對應數(shù)組，分別存到命令數(shù)組、數(shù)據(jù)數(shù)組、TCK數(shù)組、TDI數(shù)組、TDO數(shù)組、MASK數(shù)組中

#define Get_CMD(x) cmd_arry[x] #define Get_DATA(x) data_arry[x] #define Get_TCK(x) tck_arry[x] #define Get_TDI(x) tdi_arry[x] #define Get_TDO(x) tdo_arry[x] #define Get_MASK(x) mask_arry[x]

步驟二：
匹配對應命令，然后指令對應指令

//成功返回0 //錯誤代碼： //1：Excute_SIR //2：Excute_SDR //3和4：輸出與預期值不符合 BYTE Jtag_Excute(void){DWORD tck=0,cmd_index=0,data_index=0,tck_index=0,tdi_index=0,tdo_index=0,mask_index=0;DWORD cmd_size= CMD_FILE_SIZE;JtagGpioInit();while(cmd_size--){//提取命令switch(Get_CMD(cmd_index++)){case RESET_CMD:CurState = JBIRESET;Set_JTAG_State_Machine(JBIRESET); delay_us(1000);break;case IDLE_CMD:Set_JTAG_State_Machine(IDLE);break;case RUN_TCK:if(Get_TCK(tck_index) == 50000) tck = 500003;else tck = Get_TCK(tck_index);delay_us(tck);tck_index++;break;case RUN_IDLE_TCK:Set_JTAG_State_Machine(IDLE);if(Get_TCK(tck_index) == 50000) tck = 500003;else tck = Get_TCK(tck_index);delay_us(tck);tck_index++;break;case SIR_CMD:if(JBISUCCESS != Excute_SIR(Get_TDI(tdi_index++),Get_DATA(data_index++))) return 1; break;case SDR_DIR:if(JBISUCCESS != Excute_SDR(Get_DATA(data_index++),Get_TDI(tdi_index++),0,0)) return 2;break;case SDR_TDO:TDO_DATA = Get_TDO(tdo_index++);if(JBISUCCESS != Excute_SDR(Get_DATA(data_index++),Get_TDI(tdi_index++),1,0)) return 3;break;case SDR_TDO_MASK:TDO_DATA = Get_TDO(tdo_index++);TDO_MASK = Get_MASK(mask_index++);if(JBISUCCESS != Excute_SDR(Get_DATA(data_index++),Get_TDI(tdi_index++),1,1)) return 4;break;default:break;}}Set_JTAG_State_Machine(IDLE);Set_JTAG_State_Machine(JBIRESET); printf("CPLD 代碼升級成功\r\n");return 0; }

NOTE：方案一源碼占用資源非常多，而且代碼量非常大，方案二幾乎不占用RAM資源，而且真正的代碼就只有一百多行，非常便于理解，同樣非常適用于RAM資源緊張的MCU中。

資料總結：
MCU模擬JTAG燒寫CPLD固件的文檔資料：https://download.csdn.net/download/weixin_42518229/12912882

Altera CPLD升級官方Demo 移植到STM32F103ZGT6工程
https://download.csdn.net/download/weixin_42518229/18944029

總結

以上是生活随笔為你收集整理的ALTERA CPLD离线烧写方案设计(MCU模拟JTAG)的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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