使用JTAG边界扫描配置和读取Virtex FPGA

"这篇文档是Xilinx公司发布的应用笔记XAPP139(v1.7)，日期为2007年2月14日，主要讨论了如何使用JTAG（Joint Test Action Group）边界扫描技术配置和读取Virtex系列FPGA。JTAG是一种按照IEEE 1149.1标准实现的测试访问端口和边界扫描架构，旨在确保单板级组件及其互连的完整性。随着多层电路板和复杂表面贴装技术的发展，边界扫描测试已成为重要的调试标准。 在FPGA中集成的边界扫描逻辑允许设备通过I/O引脚发送数据，以测试板级器件间的连接。同时，它还能内部发送信号以测试设备特有的行为。这些测试主要用于检测板级和器件级的开路和短路问题。 除了测试功能，边界扫描还提供了用户自定义指令的灵活性。厂商特定的指令，如配置和验证，增加了边界扫描测试和功能的普及度。Xilinx通过提供这个设计、代码或信息，强调了这是一种“原样”提供，不保证其免于侵权索赔，并且不承担任何关于实现是否充分的保证，包括但不限于对非侵权性的任何明示或暗示保证，以及对商品性和特定用途适用性的保证。" 这篇应用笔记详细介绍了如何利用JTAG边界扫描技术来配置Virtex FPGA，这通常涉及以下步骤： 1. 初始化JTAG链：建立JTAG测试访问端口链，将FPGA与其他支持JTAG的设备连接起来。 2. 配置模式设置：选择合适的配置模式，如串行或并行加载，根据具体FPGA型号和设计需求。 3. 下载配置数据：通过JTAG接口将配置位流加载到FPGA的配置存储器中，这一步可能涉及Xilinx的配置工具，如Xilinx Programming Utility (XPAU) 或者Vivado软件。 4. 边界扫描测试：在配置过程中或之后，可以运行边界扫描测试以验证I/O引脚和内部路径的正确性。 5. 状态读回：配置完成后，可以通过JTAG接口读取FPGA的状态信息，以确认配置是否成功。 对于开发者来说，掌握JTAG边界扫描技术是至关重要的，因为它能提供一种无需额外硬件测试设备的调试和故障排查手段。同时，这种技术也使得远程编程和诊断成为可能，对于大规模的系统集成和维护非常有利。 XAPP139这份应用笔记详细阐述了JTAG技术在Virtex FPGA中的应用，涵盖了配置过程、测试方法以及注意事项，为设计者和工程师提供了实用的指导。通过遵循文中的步骤和建议，可以更有效地使用JTAG进行FPGA的调试和管理。