Технические средства проектирования и отладки работы плис. Программирование плис на базе универсальной платы up-1 фирмы altera.

Лабораторная плата UP1 фирмы Altera предназначена для отработки вопросов практической реализации учебных проектов цифровых устройств на ПЛИС фирмы Altera.

На плате расположены две микросхемы: одна из семейства FLEX10K (тип EPF10K20), вторая – из семейства МАХ7000 (тип EPM7128S). Каждой микросхеме отведены аппаратные ресурсы, включающие элементы конфигурирования, элементы индикации, нефиксируемые кнопочные выключатели, DIP-переключатели, задающие на выводах микросхем логические уровни "0" и "1", разъемы расширения для подключения внешних устройств и ряд других элементов. Плата имеет выходной разъем для подключения стандартного монитора VGA и входной разъем PS/2 Mini-Din для подключения через последовательный интерфейс устройств типа "мышь" и клавиатуры. Монитор VGA и последовательные устройства подключаются только к микросхеме семейства FLEX10K.

Загрузка файла разработанной схемы (цифрового устройства) в микросхемы осуществляется через установленный на плате входной разъем интерфейса JTAG. Наличие второго (выходного) разъема JTAG обеспечивает конфигурирование нескольких плат UP1, объединенных в JTAG-цепочку. Кроме того, для хранения и загрузки конфигурации микросхемы EPF10K20 может быть использовано конфигурационное ПЗУ типа EPC1, для которого предусмотрен соответствующий установочный разъем.

Загрузка конфигурации из персонального компьютера осуществляется с помощью устройства ByteBlaster. Устройство ByteBlaster подключается к параллельному порту персонального компьютера и соединяется кабелем с входным разъемом JTAG платы UP1.

Плата UP1 имеет встроенный 5-ти вольтовый стабилизатор напряжения питания и работает от внешнего нестабилизированного источника питания постоянного тока. Внешний вид и расположение электронных компонентов на плате UP-1 показаны на рис.47 и рис.48.

Рис.47. Внешний вид платы UP-1.

Рис.48. Расположение электронных компонентов на плате UP-1

Для установки режимов работы плата UP1 содержит четыре 3-х контактных переключателя, выполненных в виде штыревых контактов, замыкаемых перемычками (джамперами).

Переключатели на плате имеют следующие обозначения:

• TDI – вход данных,

• TDO – выход данных,

• DEVICE – микросхема,

• BOARD – плата.

Надписями С1, С2, С3 на рис.49 обозначены штыревые контакты переключателей.

Возможны различные режимы конфигурации: программирование первой микросхемы EPM7128S, конфигурирование второй микросхемы EPF10K20, совместное конфигурирование обеих микросхем, конфигурирование нескольких плат UP1, соединенных через входные-выходные разъемы JTAG_IN и JTAG_OUT.

Режимы конфигурирования и соответствующие им положения перемычек приведены в табл.1.

Рис. 49. Переключатели выбора режимов конфигурирования.

Таблица 1. Установка режимов конфигурирования.

Режим	TDI	TDO	DEVICE	BOARD
Программирование микросхемы	C1&C2	C1&C2	C1&C2	C1&C2
Конфигурирование микросхемы	C2&C3	C2&C3	C1&C2	C1&C2
Совместное конфигурирование обеих микросхем (1)	C2&C3	C1&C2	C2&C3	C1&C2
Объединение нескольких плат UP1 (2)	C2&C3	OPEN	C2&C3	C2&C3

При совместном конфигурировании устройств в JTAG-цепочке действуют следующие правила:

1. первым устройством в JTAG-цепочке должна быть микросхема EPF10K20, вторым – микросхема EPM7128S;

2. Последняя плата в JTAG-цепочке не должна устанавливаться в режим объединения плат.

Перед программированием или конфигурированием микросхем необходимо выполнить следующие действия:

1. установить режим конфигурирования с помощью соответствующих переключателей;

2. подключить кабель загрузочного устройства к параллельному порту компьютера и к разъему JTAG_IN платы UP1 (при этом компьютер должен быть выключен);

3. установить необходимые параметры программирования/конфигурирования в САПР MAX+PLUSII.

Возможны следующие режимы конфигурирования:

• программирование только микросхемы EPM7128S;

• конфигурирование только микросхемы EPF10K20;

• конфигурирование / программирование обеих микросхем;

• соединение нескольких учебных плат.

Установка режима конфигурирования для семейства ПЛИС типа MAX7000.

Чтобы программировать только микросхему EPM7128S в JTAG-цепочке, установите перемычки переключателей TDI, TD0, DEVICE и BOARD в соответствии с рисунком 50.

Рис. 50. Установка режима программирования микросхемы EPM7128S.

Установка режима конфигурирования для семейства ПЛИС типа FLEX10K.

Чтобы конфигурировать только устройство EPF10K20 в JTAG-цепочке, установите перемычки переключателей TD1, TD0, DEVICE и BOARD в соответствии с рисунком 51.

Рис. 51. Установка режима программирования микросхемы EPF10K20.

Подключение лабораторной платы UP1 фирмы Altera к персональному компьютеру и установка режимов программирования/конфигурирования

ПЛИС на плате Altera UP1 программируется с помощью инструмента Programmer пакета MAX+plus II и ленточного кабеля ByteBlaster (рис. 52). Устройство ByteBlaster подключается к параллельному порту персонального компьютера и соединяется кабелем с входным разъемом JTAG платы UP1.

Рис.51. Подключение к ПК интерфейса (линия связи) ByteBlaster.

Установки опций JTAG в редакторе Programmer для ПЛИС EPM7128S.

1. Включите Multi-Device в меню JTAG для программирования больше чем одного уст ройства EPM7128S.

2. Выберите Multi-Device в меню JTAG.

3. Выберите EPM7128S из списка в Device Name в диалоговом окне Multi-Device в меню JTAG

4. Введите название программируемого файла для EPM7128S устройства в окне Programming File Name. Для просмотра директории вашего компьютера и выбора соответствующего файла может использоваться кнопка Select Programming.

5. Нажмите Add для добавления устройства и программируемого файла в окно Devices Name & Programming File Names. Нумерация имён устройств слева показывает порядок устройства в JTAG-цепочке. Программируемый файл устройства отображен на той же самой строке как имя устройства. Если никакой программируемый файл не связан с устройством, " <ни один> " отображен рядом с именем устройства.

6. Для проверки ByteBlaster кабеля, кода JTAG ID и полной инструкции JTAG-цепочки нажмите кнопку Detect JTAG Chain Info. Прямо над кнопкой будет выведено сообщение об обнаружении кабеля ByteBlaster. Проверьте, что это сообщение соответствует информации в окне Devices Name & Programming File Names.

7. Чтобы сохранить текущие установки JTAG Chain File (.jcf) нажмите Save JCF. В диалоговом окне Save JCF, введите название файла в File Name, и затем выберите каталог в окне каталогов, затем нажмите OK.

8. Нажмите OK, чтобы сохранить ваши изменения.

9. Нажмите кнопку Program в окне редактора Programmer пакета MAX+PLUSII.