嵌入式Linux下的FPGA在线JTAG配置技术

"这篇论文探讨了基于ARM处理器的FPGA在线JTAG配置方法，用于软件无线电应用中的可重配置移动终端。作者黄志海、糜正琨和周小会来自南京邮电大学通信与信息工程学院，他们使用Jam Player和Jam配置文件在嵌入式Linux系统上通过JTAG接口实现FPGA的在线配置。该系统采用三星S3C2410 ARM9处理器和Altera CycloneⅡ系列的EP2C70 FPGA芯片。" 正文: 在通信技术飞速发展的背景下，软件无线电（SDR）技术因其灵活的互通性和兼容性而备受关注。SDR的核心思想是通过可重配置的硬件，如FPGA和DSP，来实现通信功能的动态调整，以适应不同的无线接入标准。在这种背景下，基于ARM的FPGA在线JTAG配置成为一种关键的技术手段。 FPGA（Field Programmable Gate Array）是一种可编程逻辑器件，能够根据设计需求进行定制化配置。Altera的CycloneⅡ系列，尤其是EP2C70 FPGA，由于其强大的处理能力和低成本，被广泛应用于数字终端和手持设备。配置FPGA通常有多种方式，其中JTAG（Joint Test Action Group）接口因其通用性和便利性而成为常见的配置手段。 JTAG接口最初是为了电路测试而设计的，但在嵌入式系统中，它也被用于FPGA的配置。论文中提到的方法是利用Jam Player和Jam配置文件，这两者是FPGA配置过程中的重要工具。Jam Player是一个用于FPGA配置的软件，而Jam配置文件则包含了具体的逻辑设计信息。通过嵌入式Linux系统上的ARM处理器，这些工具可以控制JTAG链路，将设计好的逻辑配置到FPGA中，实现在线配置。 具体来说，系统采用三星的S3C2410处理器，这是一款基于ARM9内核的微处理器，适用于嵌入式应用。处理器运行的是针对S3C2410裁剪的嵌入式Linux系统，内核版本为2.4.16。这样的组合提供了稳定的操作系统支持，使得FPGA的在线配置得以在软件层面进行。 在线配置（ISP）的优势在于可以在系统运行时更新FPGA的逻辑，这对于SDR应用至关重要，因为它允许终端设备根据通信环境的变化实时调整其功能。例如，通过动态配置FPGA，SDR设备可以切换不同的调制解调方案，以适应2G、3G、4G甚至未来的5G网络。 总结而言，这篇论文提出的基于ARM的FPGA在线JTAG配置方法为软件无线电应用提供了一个创新的解决方案。通过利用嵌入式Linux系统和JTAG接口，设计者可以实现FPGA的灵活配置，以适应快速变化的通信需求。这一技术有助于推动SDR技术在移动通信终端中的广泛应用，并为未来更加智能化和可自适应的无线通信系统奠定了基础。