【文章內(nèi)容簡介】 于測試（extest）指令:已知的值被移入并通過邊界掃描移位寄存器，移入的值將會到達(dá)輸入/輸出端。通過這種方法，可以檢測電路和印刷電路板之間是否連接關(guān)系。IEEE標(biāo)準(zhǔn)還定義了一些可選擇的指令，如果使用邊界掃描，必須向電路中加入相應(yīng)的邏輯，這件事并不很難，因?yàn)橐呀?jīng)有工具存在，它可以自動實(shí)現(xiàn)整個過程，與實(shí)現(xiàn)邊界掃描有關(guān)的問題是：選用哪一種工具以及所設(shè)計的電路類型。在系統(tǒng)編程的優(yōu)點(diǎn)是已于進(jìn)行樣機(jī)研制電路板的調(diào)試，也易于現(xiàn)場升級與維護(hù)。的可測試性對在板編程是一個極好的補(bǔ)充。在編程之前可以進(jìn)行PCB板的連接檢查，確保沒有短路，以避免在系統(tǒng)編程時損害器件。邊界掃描以其簡單、靈活、可靠的特點(diǎn)為集成電路芯片測試開辟了新天地，成為測試加載集成電路的新工具。（二）ByteBlaster構(gòu)成下載電纜有以下幾個部分：1．與PC機(jī)并口連接的25針插座頭。2. 與PCB板插座相接的10針插座頭。3. 以下是25針到10針的變換電路注：（1）100、（2） 表1：ByteBlaster 引腳名稱（三）軟件設(shè)置當(dāng)一個設(shè)計完成，在設(shè)計目錄下可以找到編程文件*.pof，需要下載到芯片，要經(jīng)以下設(shè)置：首先，選擇MAX+plus IIProgrammer，再選擇OptionsHardware SetupByteBlaster,OK!然后，最后，確認(rèn)硬件正確無誤，目標(biāo)板電源打開，按下Program開始對目標(biāo)板的EPLD編程。四、操作系統(tǒng)設(shè)置在W98操作系統(tǒng)下不需做任何設(shè)置，而在Win2000／XP平臺上安裝使用ByteBlaster下載電纜需以下設(shè)置： 在控制面板中選擇“添加/刪除硬件” 選擇“添加/排除設(shè)備故障”，下一步 選擇“添加新設(shè)備”，下一步 選擇“否，從列表中選擇硬件”選擇“聲音、視頻和游戲控制器”，下一步選擇“從磁盤安裝”，下一步在MaxPlus2DriversWin2000下選擇inf文件，在如下對話框中選擇“Altera ByteBlaster”，按下“下一步”開始安裝，安裝完畢，需要重新啟動電腦才能使新設(shè)備生效。四．單片機(jī)配置FLEX 10K器件在實(shí)際應(yīng)用中，產(chǎn)品是否便于現(xiàn)場升級，是否便于靈活使用成為產(chǎn)品能否進(jìn)入市場的關(guān)鍵因素。在這種背景下，Altera公司的基于SRAM LUT結(jié)構(gòu)的器件得到了廣泛的應(yīng)用。雖然這些器件應(yīng)用廣泛，但由于其內(nèi)部采用SRAM工藝，它的配置數(shù)據(jù)存儲在SRAM中。由于SRAM的易失性，每次系統(tǒng)上電時，必須重新配置數(shù)據(jù)，即ICR(InCircuit Reconfigurability)，只有在數(shù)據(jù)配置正確的情況下系統(tǒng)才能正常工作。在線配置方式一般有兩類：一是通過下載電纜由計算機(jī)直接對其進(jìn)行配置，二是通過配置芯片對其進(jìn)行配置。通過PC機(jī)對FPGA進(jìn)行在系統(tǒng)重配置，雖然在調(diào)試時非常方便，但在應(yīng)用現(xiàn)場是很不現(xiàn)實(shí)的。上電后，自動加載配置對FLEX 系列器件應(yīng)用來說是必需的。Altera公司提供的配置芯片有一次可編程型和可擦除編程型兩種：一次可編程型芯片只能寫入一次，不適合開發(fā)階段反復(fù)調(diào)試、修改及產(chǎn)品的方便升級；可擦除編程型價格昂貴，且容量有限，對容量較大的可編程邏輯器件，需要多片配置芯片組成菊花鏈形進(jìn)行配置，增加系統(tǒng)設(shè)計的難度。 　　為了降低成本，目前在開發(fā)階段多用可擦除型配置芯片；最終產(chǎn)品用不可擦寫的配置芯片，但一次簡單的代碼更換就需要更換一次器件，這在產(chǎn)品升級時很不實(shí)用。至今還沒有低成本的配置芯片出現(xiàn)，而采用的這套配置方案充分考慮了在FLEX 系列器件實(shí)際使用中，對設(shè)計的保密性和設(shè)計的可升級的要求，不但可以實(shí)現(xiàn)代替價格昂貴的不可擦寫和可擦寫配置芯片，而且可以實(shí)現(xiàn)多任務(wù)電路結(jié)構(gòu)重配置。該方案有PC機(jī)控制程序、單片機(jī)和外部存儲器組成，只要通過替換外部存儲器，就可實(shí)現(xiàn)對不同容量的多種配置芯片的代替。PC機(jī)是用來將配置數(shù)據(jù)寫入存儲器的，在寫好數(shù)據(jù)后該配置系統(tǒng)不再需要PC機(jī)的控制，在單片機(jī)的控制下實(shí)現(xiàn)ICR或多任務(wù)電路結(jié)構(gòu)重配置。多任務(wù)電路結(jié)構(gòu)重配置即將多個配置文件分區(qū)存儲到外部存儲器中，然后由單片機(jī)接收不同的命令，以選擇讀取不同存儲器區(qū)的數(shù)據(jù)下載到FLEX 系列器件，實(shí)現(xiàn)在線配置成多種不同的工作模式。在前文介紹完基于SRAM的可重配置FLEX　10K的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和配置方式后，接下來討論這種實(shí)用的配置方法。 為了進(jìn)一步降低產(chǎn)品的成本和升級成本，并從系統(tǒng)復(fù)雜度、可靠性和經(jīng)濟(jì)性等方面進(jìn)行了比較和分析。通過對多種串行配置的比較，可以考慮利用單片機(jī)和FLASH存儲器組成的被動串行（PS）配置方式配置數(shù)據(jù)，其原理是由單片機(jī)模擬配置時序?qū)LEX系列器件進(jìn)行配置。 本文將講解如何利用單片機(jī)（89C52）和FLASH ROM(W29C020C)模擬被動串行（PS）配置時序配置EP1K30器件。單片機(jī)（MCU）配置CPLD的優(yōu)點(diǎn)u 降低硬件成本——省去了CPLD專用EPROM的成本，而幾乎不增加其他成本。以ALTERA的10K系列為例，板上至少要配一片以上的EPC1，每片EPC1的價格要幾十元，通用存儲器也會比FPGA專用EPROM便宜。u 可多次編程——CPLD專用EPROM幾乎都是一次編程，一旦更換CPLD版本，舊版本的并不便宜的EPROM只能丟棄。如果使用本設(shè)計對CPLD配置，選用可擦除的通用存儲器保存CPLD的編程數(shù)據(jù)，更換CPLD版本，無須付出任何硬件代價。這也是降低硬件成本的一個方面。u 實(shí)現(xiàn)真正現(xiàn)場可編程，只有使用CPU對CPLD編程才能體現(xiàn)這一特點(diǎn)。如果設(shè)計周全的話，板上的CPLD可以做到在線升級。u 減少生產(chǎn)工序省去了對CPLD專用EPROM燒結(jié)的工序，對提高生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本等均有好處。（一）配置原理首先在開發(fā)軟件MAX+PLUS II的ASSIGN菜單下選擇將要采用的基于SRAM的器件名稱。經(jīng)過編譯、優(yōu)化、邏輯綜合、仿真等步驟達(dá)到設(shè)計要求后，軟件會自動產(chǎn)生一個編程文件（）。對于基于SRAM工藝的可編程邏輯器件（如ALTERA的所有FLEX、ACEX系列），由于SRAM存儲器的特點(diǎn)，掉電后數(shù)據(jù)會消失，因此在調(diào)試期間可以采用并口ByteblasteMV下載電纜多次重復(fù)配置CPLD器件。當(dāng)電路設(shè)計成功，調(diào)試完成后，需要將配置數(shù)據(jù)燒寫固化在一個由ALTERA生產(chǎn)的專用EEPROM（如EPC1441）中。上電時，由這片配置EEPROM先對CPLD加載數(shù)據(jù)，幾十毫秒后，CPLD即可正常工作。CPLD器件的工作狀態(tài)分為三種：首先是上電配置狀態(tài)（Configuration Mode），將編程的數(shù)據(jù)裝入CPLD器件的過程，也可稱之為構(gòu)造；然后是初始化狀態(tài)（Initialization Mode），在配置完成后，CPLD器件復(fù)位內(nèi)部各類寄存器，讓I/O引腳為邏輯器件正常工作做準(zhǔn)備；最后是用戶狀態(tài)（User Mode），指電路中CPLD器件正常工作時的狀態(tài)。PS方式因CPLD與配置電路的互連最簡單，對配置時鐘的最小頻率沒有限制而應(yīng)用最廣泛，因此在ICR控制電路中通常采用PS配置方式來實(shí)現(xiàn)ICR功能。被動串行（PS）配置方式：在該配置方式下，由ByteblasteMV下載電纜產(chǎn)生一個由低到高的跳變送到nCONFIG引腳腳復(fù)位CPLD，然后將配置數(shù)據(jù)送到DATA0引腳，直到CONF_DONE引腳變?yōu)楦唠娖?。圖1是PS配置方式的時序圖。CONF_DONE變成高電平后，DCLK必須多余十個周期來初始化該器件。器件的初始化由下載電纜自動執(zhí)行。在PS方式中沒有握手信號，所以配置時鐘的工作頻率必須低于10MHz。在多器件PS配置方式中，第一片PLD的nCEO引腳級聯(lián)到下一片PLD的nCE引腳。在配置完第一個器件后，nCEO輸出為低，使第二個PLD器件的nCE有效，開始對第二塊器件進(jìn)行配置。用戶設(shè)計PLD程序經(jīng)MAXPLUS 。該文件含有除配置數(shù)據(jù)以外的控制字符，不能直接寫入到PLD中去，（Raw Binary File）十六進(jìn)制文件。，單片機(jī)通過MOVX指令讀入后，串行移位到CPLD。使用OTP（One Time Programming）器件配置CPLD具有一定的冒險性，一次簡單的代碼更換就可能意味著更換OTP器件，并重新開始所有的程序。被動串行微處理器（Passive Serial With Processor）配置方式以EEPROM為基礎(chǔ)，允許對這些存儲器進(jìn)行多次編程，所有其它芯片都無需從已裝配的印制電路板上拆卸下來。高速讀寫周期的FLASH存儲器能確保1萬次編程，而且能對任何以SRAM為基礎(chǔ)的PLD下載。該方式除了在加電期間能承載配置數(shù)據(jù)外，還有許多方便之處。例如，通過單片機(jī)讀取不同存儲區(qū)可以將可編程邏輯器件在線配置成多種不同的工作模式。（二）配置電路設(shè)計配置引腳說明DATA0輸出配置數(shù)據(jù)DCLK輸出配置時鐘nCONFIG輸出器件復(fù)位腳（該信號線的上升沿使配置開始）CONF_DONE輸入狀態(tài)位（在配置完成后，該信號線為高）nSTATUS輸入狀態(tài)位（如果該信號線為低，表明在配置過程中出現(xiàn)錯誤，需重新配置）器 件配置數(shù)據(jù)大?。˙its）配置文件大小（Kbytes）APEX 0K1000EAPEX 20K600EAPEX 20K400EAPEX 20K300EAPEX 20K200EAPEX20K100EPF10K100EEPF10K70EPF10K40EPF10K30EPF10K20EPF10K108,938,0005,564,0003,878,0002,733,0001,950,000985,0001,336,000892,000498,000376,000231,000118,0001,02968047433323812116410961462915注：（三）單片機(jī)軟件設(shè)計在編寫程序時，必須注意目標(biāo)器件的寫入時序。必須根據(jù)目標(biāo)器件生產(chǎn)廠家提供的時序圖，用單片機(jī)語言編程將其配置時序準(zhǔn)確地描述出來，只有這樣才能正確地將配置數(shù)據(jù)寫入到目標(biāo)器件中。例如，我們?nèi)粢_配置ALTERA公司生產(chǎn)的FLEX 10k系列器件，就必須嚴(yán)格遵守以下時序圖，如圖4所示。PS配置時序圖部分單片機(jī)程序：NCONFIG BIT CONFDNE BIT 。OFF NSTATUS BIT DATA0 BIT CLK BIT ORG 0000H LJMP START ORG 0100HSTART: MOV DPTR,0000H CLR CLR setb CLR CLK CLR NCONFIG CLR CONFDNE。OFF SETB NCONFIGLOOP0: MOVX A,@DPTR MOV R3,08HLOOP1: CLR CLK NOP MOV ,c NOP DJNZ R3,LOOP1 JB CONFDNE,LOOP2 CLR clk INC DPTR JMP LOOP0LOOP2: MOV R5,40LOOP3: SETB CLK NOP CLR CLK DJNZ R5,LOOP3 JMP $ END（四）單片機(jī)與PC機(jī)串口通訊PC機(jī)端的軟件采用Visual Basic語言編程。VB支持面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計，具有結(jié)構(gòu)化的事件驅(qū)動編程模式，而且可以十分簡便地作出良好的人機(jī)界面。讀取文件時，主要使用讀取二進(jìn)制文件命令。在串口通信方面，使用VB提供的具有強(qiáng)大功能的串口通信控件Msm。該控件可設(shè)置串口狀態(tài)及串口通信的信息格式和協(xié)議。 在實(shí)際工作中，要實(shí)現(xiàn)AT89C52和PC機(jī)有效通信，必須使其具有相同的波特率和相同的通信協(xié)議。：起始位占用1位（低電平），用來表示字符開始；后8位為數(shù)據(jù)編碼，無奇偶校驗(yàn)位；最后為停止位（高電平），用來表示字符傳送結(jié)束。單片機(jī)的串行口工作在方式1。方式1是標(biāo)準(zhǔn)的10位異步通信方式，10位數(shù)據(jù)和PC機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)串口相對應(yīng)，傳送的波特率由單片機(jī)工作時鐘和T1的溢出率共同決定。（1）Microsoft Comm contro控件簡介微軟公司提供的Microsoft Comm control控件（簡稱MSComm）為編程者提供了簡化的Windows下的串行通信編程。使編程者不必掌握諸多的硬件方面的知識。它提供了兩種處理串性通信的方法：①驅(qū)動方法這是一種很強(qiáng)的的處理串口活動的方法。當(dāng)串口接收到或發(fā)送完指定數(shù)量的數(shù)據(jù)時，或當(dāng)狀態(tài)發(fā)生改變時，MSComm控件都將觸發(fā)OnComm事件，該事件也可以捕獲通信中的錯誤，當(dāng)應(yīng)用程序捕獲到這些事件后，可通過檢測MSComm控件的CommEvent屬性的值來獲知所生的的事件或錯誤，從而執(zhí)行相應(yīng)的處理。這種方法具有程序響應(yīng)及時，可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。②查詢法可以在每個重要的程序之后，查詢MSComm控件的某些屬性（如CommEvent屬性和InBufferCount屬性）的值來檢測事件的和通訊錯誤。MSComm控件有許多重要屬性，其中幾個重要屬性如下：CommPort屬性：設(shè)置或返回通訊端口號，可以設(shè)置為1到16之間的任何值，為1時對應(yīng)COM1；為2時對應(yīng)COM2。Settings屬性：以字符串形式設(shè)置或返回波特率、奇偶校驗(yàn)、數(shù)據(jù)位和停止位參數(shù)。PortOpen屬性：設(shè)置或返回通訊口的狀態(tài)以及打開和關(guān)閉端口，可通過把該屬性設(shè)置為true或者false來打開或者關(guān)