一种基于ARM的FPGA远程更新与调试系统设计

摘要

现场可编程门阵列(field programmable gate array, FPGA)在工业控制、通信与嵌入式系统中应用广泛，但其通常采用传统的有线USB JTAG接口方式进行在线调试和固件下载，往往受限于目标FPGA设备所处的安装环境和下载调试线缆的距离长短，现场调试操作很不方便，开发效率较为低下，严重影响设备维护的便捷性。随着工业物联网的发展，远程调试需求日益迫切。为解决目标FPGA设备在复杂环境下在线调试与固件升级的难题，本文提出了一种基于虚拟线缆协议和微控制器单元(microcontroller unit, MCU)的FPGA远程快速升级以及在线调试方案。利用ARM内核的微控制器通过以太网网络模块远程控制FPGA的JTAG硬件接口对其进行远程固件更新以及在线调试，该下载调试方案所需的硬件电路较为简单，成本低廉，性能稳定可靠，而且很容易推广到市面上其他不同型号的MCU上运行，兼容性好，实用性强，具有很好的工程应用价值。

关键词

现场可编程门阵列 / 虚拟线缆协议 / 微控制器 / 远程更新 / 调试 / 以太网

基金资助

江苏省科技成果转化项目(BA2019012)