《基于“矿板”低成本学习FPGA》实用JTAG边界扫描快速进行引脚对应关系逆向

一. 前言

前面我们分享了文章编写代码的方式操作IO来确认IO引脚的对应关系:https://mp.weixin.qq.com/s/biR6j9wt7YxQ2GSXs-UpbQ 《基于“矿板”低成本学习FPGA》逆向扫描插座所有IO引脚映射。

该方法必须要先知道时钟引脚，而且操作效率低。 实际上我们还有更高效直接的方法，即使用Jtag边界扫描，Jtag设计的目的就是为了该类测试需求。

我们需要JTAG硬件(比如Jlink)，上位机工具，BSDL文件，我们以下就详细介绍整个过程。

二.上位机安装

这里使用TopJTAG Probe,可以官网下载试用,如果需要可以购买。

http://www.topjtag.com/probe/

双击TopProbe-Setup-1.7.5.exe开始安装

弹出对话框点击是

Next

勾选，Next

指定安装路径，Next

安装

完成

点击评估

三.下载BSDL文件

https://www.bsdl.info/

搜索325t

点击Download，输入验证码下载指定型号的BSDL文件

Xilinx的也可以从官网下载

https://www.xilinx.com/support/download/index.html/content/xilinx/en/downloadNav/device-models.html

四. 操作过程

4.1创建工程

TopJTAG Probe支持不同的硬件，最常见的就是我们的Jlink仿真器，这里用的就是Jlink V9。

接线如下

我们打开软件TopJTAG Probe

点击菜单栏

File->New Project Wizard

选择Jlink，Next

识别到芯片会显示IDCODE，继续点击Next

点击BSDL File...选择前面下载的BSDL文件

继续点击OK

此时就会显示芯片的引脚图

4.2 监控状态

添加观测

如下位置输入引脚名字回车搜索

比如这里输入T20

右键点击T20，添加到观测Add to Qatch和添加到波形Add to Waveform

设置采样，run

可以看到引脚状态和波形，中间的引脚图颜色代表不同状态

4.3 控制输出

按照如下将采样模式，设置为执行模式

添加R24 T20 T21到观测和波形

右键点击引脚名字Set to 0，将引脚设置输出0，点击Run ，可以看到波形变低

可以看到LED熄灭

再设置为set to 1

可以看到波形拉高，LED点亮

以上演示了引脚的输入输出操作，这样就可以控制任意引脚的输出，通过示波器或者逻辑分析仪查看哪个引脚对应，即可知道硬件上引脚的对应关系，完成IO引脚映射的逆向。

五. 总结

以上演示了如何通过JTAG进行FPAG引脚的映射关系逆向，这样淘到FPGA板子，就可以第一步确认引脚，方便后面测试设计扩展版等。

实际我们通过JTAG对任意引脚进行操作，那么连接到板子上的其他外设我们也可以进行操作了，比如直接通过控制引脚模拟SPI时序去烧写SPI FLSH(比如TopJTAG Flash Programmer工具)。我们也可以开发自己的上位机，能操作任意引脚，实际上我们就能为所欲为了， 开发烧录工具，测试工具等等，我们就可以尽情发挥开发各种有意思实用的工具了。比如嵌入式文件系统开发，一般在PC端开发测试仿真时，只能用写本地文件方式替代FLASH的操作，有了JTAG我们可以直接操作真实的SPI FLASH芯片，完全就是真实环境。