🤙🏻 🗞️ 👊🏾 USB経由でFPGAに構成をダウンロードするか、FTDI MPSSEを逆アセンブルします 👐🏿 🐏 👢

各引き出しの寿命には、構成ファイルの独自のローダーをFPGAに書き込みたいときがあります。私は、工科大学の学部のトレーニングスタンドの開発に参加する必要がありました。スタンドはデジタル信号処理を研究するように設計されていますが、この記事のフレームワークでは特に重要ではありません。また、重要なことは、FPGA（Altera Cyclone IV）がスタンドのベースにあり、スタンドの作成者が考えたように、学生があらゆる種類のDSPスキームを収集することです。スタンドはUSB経由でコンピューターに接続されます。 USB経由でコンピューターからFPGAをダウンロードする必要があります。

2チャンネル化されたFT2232HでFTDIを使用してPCに接続することが決定されました。 1つのチャネルはFPGAコンフィギュレーションに使用され、もう1つのチャネルは高速FIFO交換に使用できます。

FTDIにはMORPH-IC-IIデバッグボードがあり、Cyclone II FPGAはUSB経由でフラッシュされます。パブリックドメインの概念。ブートローダーのソースコードは部分的に開いています。ブートローダー自体は使用可能ですが、FTDIを操作するロジックはすべてプライベートライブラリに移動され、変更できません。実際、私は当初、このブートローダーをプロジェクトで使用するか、極端な場合にはDLLに基づいてシェルを作成することを計画していました。ファームウェアは、パッシブシリアルモード（パッシブシリアル-PS）でFPGAにロードされ、FTDIはMPSSEモードで動作します。ブレッドボード上で、MORPH-IC-IIソリューションのパフォーマンスは完全に確認されましたが、問題はよくあることですが、そこからは発生しませんでした。 dll MORPH-IC-IIの動作中、接続されているすべてのFTDIデバイスがブロックされ、トレーニングコンプレックスの一部として、同様のコンバーターを備えた2つのデバイス、ジェネレーターとシグナルアナライザーがあります。それらとの同時作業は不可能です。くそ、おかしくて迷惑です。

同様のケースが、火星探査機のメンバーによって実装されました： USB JTAGプログラマーMBFTDI 。 FTDIはMPSSEモードでも使用されますが、MORPH-IC-IIとは異なり、FPGAの動作はJTAGモードで発生します。ソースは無料で入手できますが、そのステータス（ライセンス）を明確に示すものは見つかりませんでした。したがって、商業プロジェクトでそれらを使用するために、私の手は上がりませんでした。

このような間違いを修正します。この記事のフレームワークで提示されるすべてのものは、BSDライセンスの下でオープンなリポジトリに投稿されます。

コンフィギュレーションファイルをFPGAチップにダウンロードする

まず、FPGAブートモードに対処する必要があります。トピックに精通し始めている人のために、私は小さな遠足を与えます。 Cyclone IV Eファミリのアルテラ（Intel）FPGAがボードにインストールされていますが、ブート方法はCyclone FPGAグループ全体で類似しており、何らかの形で他の多くのファミリに適していると思われます。

このタイプのFPGAは、揮発性SRAMを使用して構成データを保存します。これらの構成データは、結果のデバイスの機能を決定します。専門用語では、このデータはしばしば「ファームウェア」と呼ばれます。したがって、ファームウェアは特別なRAMに保存され、デバイスの電源を入れるたびにFPGAチップにロードする必要があります。ファームウェアをSRAMにロードするには、いくつかの方法（構成スキーム）があります（リストはCyclone IV Eに関連しています）。

アクティブシリアル（AS）。
アクティブパラレル（AP）
パッシブシリアル（PS）
高速受動並列（FPP）。
JTAG。

特定のブートモードの選択は、FPGA（MSELグループ）の外部端子を使用して実行されます。 JTAGモードは常に使用可能です。アクティブモードは、電力が供給されると、FPGAが外部メモリ（シリアルまたはパラレル）から独立してデータを読み取ることを意味します。パッシブモードでは、FPGAは外部メディアが構成データをプロアクティブに転送するのを待ちます。これらのスキームは、マスター（マスター）-スレーブ（スレーブ）の概念にうまく適合します。アクティブモードでは、FPGAはマスターとして機能し、パッシブモードではスレーブとして機能します。

この問題では、FPGAではありませんが、ユーザーはファームウェアの更新時期を決定する必要があるため、ブートモードはパッシブにする必要があります。また、チップの脚を節約するために、シリアルインターフェイスを選択します。ここでは、パッシブシリアル（PS）モードとJTAGが適しています。 JTAGのロジックはやや複雑なので、最初のオプションに注目しましょう。

以下の図は、PSモードでダウンロードするための外部コントローラーへのFPGAの接続スキームを示しています。

構成を開始するには、外部マスターがnCONFIGラインでLowからHighへの遷移を生成する必要があります。 FPGAがデータを受信する準備ができるとすぐに、 nSTATUSラインで高レベルを形成します。その後、マスタはDATAライン[0]でデータの送信を開始し、 DCLKラインで対応するクロックパルスを送信できます。 CONF_DONEラインで高レベルが確立され（またはデータが終了しない）、FPGAが初期化状態に切り替わるまで、データをターゲットデバイスに送信する必要があります。 CONF_DONEが 1に設定された後、FPGAが初期化を開始するために、さらに2つのクロックパルスを適用する必要があることに注意してください。

データは最下位ビット（ LSB ）順で送信されます。つまり、構成ファイルにシーケンス02 1B EE 01 FAが含まれている場合（ハンドブックの例をそのまま使用）、データ行でシーケンスを形成する必要があります。

0100-0000 1101-1000 0111-0111 1000-0000 0101-1111

したがって、5行のみが使用されます。シリアル送信の場合はDATA行[0]およびDCLK 、制御の場合はnCONFIG 、 nSTATUS 、 CONF_DONE行です。

基本的に、PSモードは追加のフラグ操作を備えたSPIに他なりません。

データ転送レートは、ドキュメントに示されている最大周波数よりも低くする必要があります;プロジェクトで使用されるCyclone IV Eシリーズの場合、66 MHzです。

最小送信周波数は存在しません。理論的には、構成を無期限に中断することが可能です。これにより、オシロスコープを使用した段階的なデバッグの優れた機会が得られます。これは必ず使用します。

次の図は、最も重要なタイミングを持つインターフェイスのタイミング図を示しています。

スライビーストMPSSE

MPSSEモードでのFTDIの操作を検討してください。私の意見では、MPSSE（マルチプロトコル同期シリアルエンジン）モードは、SPI、I2C、JTAG、1線などの広範なデータ転送プロトコルを実装する機会を開発者に提供するために、何らかの種類のシリアルインターフェイスデザイナーを作成するための多かれ少なかれ成功した試みですそれらに基づくその他。

現在、このモードはFT232H、FT2232D、FT2232H、FT4232Hの超小型回路で使用できます。私のプロジェクトではFT2232Hを使用しているため、より広い範囲でそれについて話します。 MPSSEモードの場合、16個のレッグが割り当てられ、下位Lと最高Hの2バイトに分割されます。各バイトは読み取りまたは設定できます。バイトLの4つの下側の脚には特別な機能があります-シリアルデータ伝送はそれらを通して行われます。各レッグは入力または出力として設定でき、デフォルト値を出力に設定できます。順次送信の場合、ビットの順序（ MSB / LSB ）、送信ワード長、クロック周波数、同期フロント-フロント（立ち上がり）またはリア（立ち下がり）、データなしでクロックパルスのみを送信するか、3相クロックを選択できます（I2Cに関連）など。

シームレスにプログラミングに移行します。ソフトウェアとFTDIチップとの対話には、2つの代替方法があります：最初に、クラシックと呼びましょう。この場合、USBポートに接続すると、システム内のチップは仮想シリアルポート（COM）として定義され、オペレーティングシステムはVCP（仮想COMポート）ドライバーを使用します。それ以降のプログラミングはすべて、従来のCOMポートのプログラミングと違いはありません。オープン-送信/カウント-クローズ。これは、LinuxやMac OSを含むさまざまなオペレーティングシステムに当てはまります。ただし、このアプローチでは、FTDIコントローラーのすべての機能を実現することはできません。チップはUSB-UARTアダプターとして機能します。 2番目の方法は、FTD2XX独自のライブラリによって提供されます。このインターフェイスは、標準のCOMポートAPIでは利用できない特別な機能を提供します。特に、MPSSE、245 FIFO、Bit-bangなどの特別な動作モードを設定および使用できます。 FTD2XX APIライブラリーは、ソフトウェアアプリケーション開発D2XXプログラマーズガイドに詳しく文書化されています。はい、FTD2XXはさまざまなオペレーティングシステムでも使用できます。

FTDI開発者は、比較的新しいMPSSEを既存のD2XXソフトウェア相互作用モデルに統合するという課題に直面していました。そして彼らは成功しました。MPSSEモードでの作業には、他の「クラシック」モードと同じ関数セットが使用され、同じライブラリFTD2XX APIが使用されます。

つまり、MPSSEモードで動作するためのアルゴリズムは次のように説明できます。

システムでデバイスを見つけて開きます。
チップを初期化し、MPSSEモードにします。
MPSEEの動作モードを設定します。
データの直接作業：GPIOの送信、受信、管理-ターゲット交換プロトコルを実装します。
デバイスを閉じます。

ブートローダーを書く

実用的な部分に取りかかりましょう。私の実験では、Oxygen.3aリリースのEclipseバージョン（4.7.3a）をIDEとして、mingw32-gcc（6.3.0）をコンパイラとして使用します。 Win7オペレーティングシステム。

FTDI Webサイトから、オペレーティングシステム用の最新バージョンのドライバーをダウンロードします。アーカイブには、すべてのAPI関数の説明を含むヘッダーファイルftd2xx.hがあります。 API自体はftd2xx.dllとして実装されていますが、動的インポートは後で残し、静的リンクを使用します。ライブラリファイルftd2xx.libが必要です。私の場合、ftd2xx.libはi386ディレクトリにあります。

Eclipseで、新しいCプロジェクトを作成します。 メイクファイルの作成は、IDEで信頼できます。リンカ設定で、ftd2xxライブラリのパスと名前を指定します（必要なファイルをftdiフォルダのプロジェクトディレクトリに転送しました）。 Eclipseのプロジェクトをセットアップする機能には焦点を当てません。ほとんどの場合、Winでのプログラミングに他の環境とコンパイラーを使用していると思われるためです。

ポイント1。デバイスを見つけて開く

FTD2XX APIを使用すると、チップに関する既知の情報を使用してチップを開くことができます。これは、システム内のシリアル番号である可能性があります。最初に接続されたFTDIチップは、番号0、次の1などを取得します。システム内の番号は、マイクロサーキットを接続する順序によって決定されます。これを控えめに言うと、これは必ずしも便利ではありません。チップを番号で開くには、 FT_Open

関数がFT_Open

ます。シリアル番号（ FT_OPEN_BY_SERIAL_NUMBER

）、説明（ FT_OPEN_BY_DESCRIPTION

）、または場所（ FT_OPEN_BY_LOCATION

）でチップを開くことができます。これには、 FT_OpenEx

関数がFT_OpenEx

ます。シリアル番号と説明はチップの内部メモリに保存され、FTDIがインストールされたデバイスの製造中にそこに記録できます。説明は、原則として、デバイスまたはファミリのタイプを特徴付けるものであり、シリアル番号は製品ごとに一意でなければなりません。したがって、開発中のプログラムでサポートされているデバイスを識別する最も便利な方法は、その説明です。説明（記述子）に従ってFTDIチップを開きます。実際、最初にチップ記述子文字列を知っていれば、システム内のデバイスを探す必要はありませんが、実験として、FTDIを使用してコンピューターに接続されているすべてのデバイスを表示します。 FT_CreateDeviceInfoList

関数を使用して、接続されたチップの詳細なリストを作成し、 FT_GetDeviceInfoList

関数を使用して、 FT_GetDeviceInfoList

検討します。

接続されたデバイスのリスト。 リスト：

 ftStatus = FT_CreateDeviceInfoList(&numDevs); if (ftStatus == FT_OK) { printf("Number of devices is %d\n",numDevs); } if (numDevs == 0) return -1; // allocate storage for list based on numDevs devInfo = (FT_DEVICE_LIST_INFO_NODE*)malloc(sizeof(FT_DEVICE_LIST_INFO_NODE)*numDevs); ftStatus = FT_GetDeviceInfoList(devInfo,&numDevs); if (ftStatus == FT_OK) for (int i = 0; i < numDevs; i++) { printf("Dev %d:\n",i); printf(" Flags=0x%x\n",devInfo[i].Flags); printf(" Type=0x%x\n",devInfo[i].Type); printf(" ID=0x%x\n",devInfo[i].ID); printf(" LocId=0x%x\n",devInfo[i].LocId); printf(" SerialNumber=%s\n",devInfo[i].SerialNumber); printf(" Description=%s\n",devInfo[i].Description); }

私の動物園へようこそ

 D:\workspace\ftdi-mpsse-ps\Debug>ftdi-mpsse-ps.exe Number of devices is 4 Dev 0: Flags = 0x0 Type = 0x5 ID = 0x4036001 LocId = 0x214 SerialNumber = AI043NNV Description = FT232R USB UART Dev 1: Flags = 0x2 Type = 0x6 ID = 0x4036010 LocId = 0x2121 SerialNumber = L731T70OA Description = LESO7 A Dev 2: Flags = 0x2 Type = 0x6 ID = 0x4036010 LocId = 0x2122 SerialNumber = L731T70OB Description = LESO7 B Dev 3: Flags = 0x2 Type = 0x8 ID = 0x4036014 LocId = 0x213 SerialNumber = FTYZ92L6 Description = LESO4.1_ER

FTDIチップを搭載した3つのデバイスがPCに接続されています：FT232RL（タイプ0x5）、FT2232H（タイプ0x6）、およびFT232H（tepe 0x8）。システムのFT2232Hチップは、2つの独立したデバイス（Dev 1およびDev 2）として表示されました。 FPGA PSインターフェイスはDev 2に接続され、その記述子は「LESO7 B」です。それを開きます：

 //Open a device with device description "LESO7 B" ftStatus = FT_OpenEx("LESO7 B", FT_OPEN_BY_DESCRIPTION, &ftHandle); if (ftStatus != FT_OK) { printf ("pen failure\r\n"); return -1; }

ほとんどのAPI関数は、タイプFT_STATUS

呼び出しのステータスを返します。すべての可能な値は、ヘッダーファイルに列挙として記述されています。それらの多くがありますが、 FT_OK

値にエラーがないこと、他のすべての値はエラーコードであることを知るだけで十分です。適切なプログラミングスタイルは、API関数を呼び出すたびにステータス値を確認することです。

デバイスが正常に開かれた場合、 ftHandle

変数には、ゼロ以外の値、ファイルを操作するときに使用される同等のファイル記述子が表示されます。結果のハンドルは、ハードウェアインターフェイスとの接続を確立し、チップへのアクセスを必要とするすべてのライブラリ関数を呼び出すときに使用する必要があります。

現在の段階でシステムの操作性を実際に確認するには、アルゴリズムのステップ5にすぐに進む必要があります。

チップでの作業が終了したら、それを閉じる必要があります。これを行うには、 FT_Close

関数を使用します。

 FT_Close(ftHandle);

ポイント2.チップを初期化し、MPSSEをオンにします

この設定はほとんどのモードで一般的であり、 AN_135 FTDI MPSSE Basicsのドキュメントで詳しく説明されています。

チップのリセット（rezet）を実行します。 FT_ResetDevice

関数。
受信バッファにゴミがある場合は、クリアします。 FT_Purge

関数。
読み取りおよび書き込み用のバッファーのサイズを調整します。関数FT_SetUSBParameters

。
パリティをオフにします。 FT_SetChars

。
読み取りと書き込みのタイムアウトを設定します。デフォルトでは、タイムアウトは無効になっており、送信タイムアウトが有効になっています。 FT_SetTimeouts

。
チップからホストにパケットを送信するための待ち時間を設定します。デフォルトでは、16 ms、1 msに加速します。 FT_SetLatencyTimer

。
フロー制御をオンにして、着信要求を同期します。 FT_SetFlowControl

。
すべてがMPSSEモードをアクティブにする準備ができています。 MPSSEコントローラーをリセットします。 FT_SetBitMode

関数を使用して、モードを0に設定します（モード= 0、マスク= 0）。
MPSSEモードをオンにします。関数FT_SetBitMode

モード= 2、マスク= 0。

MPSSE_open

関数でチップを結合して構成します。パラメーターとして、開くデバイスのハンドルを含む行を渡します。

MPSSE_openのリスト

 static FT_STATUS MPSSE_open (char *description) { FT_STATUS ftStatus; ftStatus = FT_OpenEx(description, FT_OPEN_BY_DESCRIPTION, &ftHandle); if (ftStatus != FT_OK) { printf ("open failure\r\n"); return FT_DEVICE_NOT_OPENED; } printf ("open OK, %d\r\n", ftHandle); printf("\nConfiguring port for MPSSE use...\n"); ftStatus |= FT_ResetDevice(ftHandle); //Purge USB receive buffer first by reading out all old data from FT2232H receive buff: ftStatus |= FT_Purge(ftHandle, FT_PURGE_RX); //Set USB request transfer sizes to 64K: ftStatus |= FT_SetUSBParameters(ftHandle, 65536, 65536); //Disable event and error characters: ftStatus |= FT_SetChars(ftHandle, 0, 0, 0, 0); //Sets the read and write timeouts in milliseconds: ftStatus |= FT_SetTimeouts(ftHandle, 0, 5000); //Set the latency timer to 1mS (default is 16mS): ftStatus |= FT_SetLatencyTimer(ftHandle, 1); //Turn on flow control to synchronize IN requests: ftStatus |= FT_SetFlowControl(ftHandle, FT_FLOW_RTS_CTS, 0x00, 0x00); //Reset controller: ftStatus |= FT_SetBitMode(ftHandle, 0x0, FT_BITMODE_RESET); //Enable MPSSE mode: ftStatus |= FT_SetBitMode(ftHandle, 0x0, FT_BITMODE_MPSSE); if (ftStatus != FT_OK) { printf("Error in initializing the MPSSE %d\n", ftStatus); return FT_OTHER_ERROR; } Sleep(50); // Wait for all the USB stuff to complete and work return FT_OK; }

項目3. MPSEE操作モードを構成する

実際、この段階で、MPSSEプロセッサがアクティブになり、コマンドを受信する準備が整います。コマンドはバイトシーケンスであり、その最初のバイトは「op-code」で、その後にコマンドパラメーターが続きます。コマンドにはパラメーターがなく、1つの「op-code」で構成されている場合があります。コマンドはFT_Write

関数を使用して送信され、MPSSEプロセッサからの応答はFT_Read

関数を使用して取得できます。

コマンドを送信するたびに、プロセッサの応答を読み取ると便利です。不正なコマンドの場合、応答にはエラーメッセージ（文字0xFA）が含まれる可能性があるためです。「不良コマンド-0xFA応答」メカニズムを使用して、アプリケーションプログラムをMPSSEプロセッサと同期できます。すべてが正常であれば、チップは意図的に誤ったコマンドで0xFA文字を返します。オペコードについては、MPSSEおよびMCUホストバスエミュレーションモードのコマンドプロセッサで説明しています。

MPSSEの構成は、I / Oラインのデータレート、方向、および初期状態の設定に帰着します。

MPSSEプロセッサのデータレートの設定を検討してください。フルスピードモード（FT2232 D ）のみをサポートするチップとハイスピード（FT2232 H 、FT232H、FT4232H）をサポートするチップの設定は多少異なります。廃止されたFT2232Dは12 MHzクロックを使用しますが、最新のものは60 MHzを使用します。したがって、データ転送速度を計算するための式：

デ ー タ 速 度 = f r a c f_{c o r e} （ 1 + 除 数 ） c d o t 2

$データ速度= \ frac {f_ {core}} {（1 +除数）\ cdot 2}$

ここで、 f _coreはFTDI _コアの周波数、 Divisorは2バイトの分周器であり、実際にはデータクロック周波数を設定します。

その結果、分周器がゼロに等しい場合、最大データ転送速度は30 Mbpsになり、最小データ転送速度は分周器65535-458ビット/秒になります。

除算器の計算はプリプロセッサに任せます。マクロは除数を返します。

 #define FCORE 60000000ul #define MPSSE_DATA_SPEED_DIV(data_speed) ((FCORE/(2*data_speed)) -1)

そして、これらの2つのマクロは、それぞれディバイダーの上位バイトと下位バイトを返します。

 #define MPSSE_DATA_SPEED_DIV_H(data_speed) ((MPSSE_DATA_SPEED_DIV(data_speed)) >> 8) #define MPSSE_DATA_SPEED_DIV_L(data_speed) \ (MPSSE_DATA_SPEED_DIV(data_speed) - (MPSSE_DATA_SPEED_DIV_H(data_speed)<< 8))

さらに、古いFT2232Dとの互換性のための最新のチップには、60 MHzを12 MHzに変換する5分周器が追加されていることに注意してください。このディバイダーはデフォルトでアクティブになっています。この場合、オフにする必要があります。

対応するop-code（0x8A）とプロセッサへのヘルメットコマンドを見つけます。

チーム提出リスト

 BYTE byOutputBuffer[8], byInputBuffer[8]; DWORD dwNumBytesToRead, dwNumBytesSent = 0, dwNumBytesRead = 0; byOutputBuffer[0] = 0x8A; ftStatus = FT_Write(ftHandle, byOutputBuffer, 1, &dwNumBytesSent); Sleep(2); // Wait for data to be transmitted and status ftStatus = FT_GetQueueStatus(ftHandle, &dwNumBytesToRead); ftStatus |= FT_Read(ftHandle, byInputBuffer, dwNumBytesToRead, &dwNumBytesRead); if (ftStatus != FT_OK) { printf("Error\r\n"); return FT_OTHER_ERROR; } else if (dwNumBytesToRead > 0) { printf("dwNumBytesToRead = %d:", dwNumBytesToRead); for ( int i = 0; i < dwNumBytesToRead; i++) printf (" %02Xh", byInputBuffer[i]); printf("\r\n"); return FT_INVALID_PARAMETER; } return FT_OK;

実験として、有効な0x8Aコマンドの代わりに、値0xFEを送信します。これは、どのopコードにも対応せず、コンソール出力です。

 dwNumBytesToRead = 2: FAh FEh

プロセッサは2バイトを返しました。不良コマンドバイトは0xFAであり、この不良コマンドの値です。したがって、複数のコマンドを一度に送信することで、エラー自体を追跡できるだけでなく、このエラーが発生したチームを把握することもできます。

将来「マジックナンバー」を処理しないように、すべてのオペコードを定数の形式でフォーマットし、別のヘッダーファイルに配置します。

モードを完全に構成するには、I / Oラインの方向とそのデフォルト値を指定する必要があります。接続図に移りましょう。すでに肥大化した記事を煩雑にしないために、スキームの興味深い断片を描いています。

DCLK 、 DATA [0] 、 nCONFIGラインは出力として、 nSTATUS 、 CONF_DONEラインは入力として設定する必要があります。ダイアグラムを使用して、ラインの初期状態を決定します。わかりやすくするために、回路のピン配列を表にまとめています。

FPGAピン	ピン名	ピン	MPSSE	方向	デフォルト
DCLK	BDBUS0	38	TCK / SK	アウト	0
データ[0]	BDBUS1	39	TDI / DO	アウト	1
nCONFIG	BDBUS2	40	TDO / DI	アウト	1
nSTATUS	BDBUS3	41	TMS / CS	で	1
CONF_DONE	BDBUS4	43	GPIOL0	で	1

使用されるすべての行は、MPSSEポートの下位バイトにあります。値を設定するには、op-code 0x80を使用します。このコマンドは2つの引数を想定しています。オペコードに続く最初のバイトはビット単位の値であり、2番目は方向です（1つは出力ポート、0は入力ポート）。

「マジックナンバー」との戦いの一環として、すべてのラインシリアル番号とそのデフォルト値を定数として整理します。

ポートを定義する

 #define PORT_DIRECTION (0x07) #define DCLK (0) #define DATA0 (1) #define N_CONFIG (2) #define N_STATUS (3) #define CONF_DONE (4) // initial states of the MPSSE interface #define DCLK_DEF (1) #define DATA0_DEF (0) #define N_CONFIG_DEF (1) #define N_STATUS_DEF (1) #define CONF_DONE_DEF (1)

TDI-TDOループが無効になっている（テスト用にアクティブ化できる）ことを確認し、別の関数に配置するためだけに残ります。

MPSSE_setup関数のリスト

 static FT_STATUS MPSSE_setup () { DWORD dwNumBytesToSend, dwNumBytesSent, dwNumBytesToRead, dwNumBytesRead; BYTE byOutputBuffer[8], byInputBuffer[8]; FT_STATUS ftStatus; // Multple commands can be sent to the MPSSE with one FT_Write dwNumBytesToSend = 0; // Start with a fresh index byOutputBuffer[dwNumBytesToSend++] = MPSSE_CMD_DISABLE_DIVIDER_5; byOutputBuffer[dwNumBytesToSend++] = MPSSE_CMD_DISABLE_ADAPTIVE_CLK; byOutputBuffer[dwNumBytesToSend++] = MPSSE_CMD_DISABLE_3PHASE_CLOCKING; ftStatus = FT_Write(ftHandle, byOutputBuffer, dwNumBytesToSend, &dwNumBytesSent); dwNumBytesToSend = 0; // Reset output buffer pointer // Set TCK frequency // Command to set clock divisor: byOutputBuffer[dwNumBytesToSend++] = MPSSE_CMD_SET_TCK_DIVISION; // Set ValueL of clock divisor: byOutputBuffer[dwNumBytesToSend++] = MPSSE_DATA_SPEED_DIV_L(DATA_SPEED); // Set 0xValueH of clock divisor: byOutputBuffer[dwNumBytesToSend++] = MPSSE_DATA_SPEED_DIV_H(DATA_SPEED); ftStatus |= FT_Write(ftHandle, byOutputBuffer, dwNumBytesToSend, &dwNumBytesSent); dwNumBytesToSend = 0; // Reset output buffer pointer // Set initial states of the MPSSE interface // - low byte, both pin directions and output values /* | FPGA pin | Pin Name | Pin | MPSSE | Dir | def | | --------- | -------- | --- | ------ | --- | --- | | DCLK | BDBUS0 | 38 | TCK/SK | Out | 0 | | DATA[0] | BDBUS1 | 39 | TDI/DO | Out | 1 | | nCONFIG | BDBUS2 | 40 | TDO/DI | Out | 1 | | nSTATUS | BDBUS3 | 41 | TMS/CS | In | 1 | | CONF_DONE | BDBUS4 | 43 | GPIOL0 | In | 1 | */ // Configure data bits low-byte of MPSSE port: byOutputBuffer[dwNumBytesToSend++] = MPSSE_CMD_SET_DATA_BITS_LOWBYTE; // Initial state config above: byOutputBuffer[dwNumBytesToSend++] = (DCLK_DEF << DCLK) | (DATA0_DEF << DATA0) | (N_CONFIG_DEF << N_CONFIG) | (N_STATUS_DEF << N_STATUS) | (CONF_DONE_DEF << CONF_DONE); // Direction config above: byOutputBuffer[dwNumBytesToSend++] = PORT_DIRECTION; ftStatus |= FT_Write(ftHandle, byOutputBuffer, dwNumBytesToSend, &dwNumBytesSent); // Send off the low GPIO config commands dwNumBytesToSend = 0; // Reset output buffer pointer // Set initial states of the MPSSE interface // - high byte, all input, Initial State -- 0. // Send off the high GPIO config commands: byOutputBuffer[dwNumBytesToSend++] = MPSSE_CMD_SET_DATA_BITS_HIGHBYTE; byOutputBuffer[dwNumBytesToSend++] = 0x00; byOutputBuffer[dwNumBytesToSend++] = 0x00; ftStatus |= FT_Write(ftHandle, byOutputBuffer, dwNumBytesToSend, &dwNumBytesSent); // Disable loopback: byOutputBuffer[dwNumBytesToSend++] = MPSSE_CMD_DISABLE_LOOP_TDI_TDO; ftStatus |= FT_Write(ftHandle, byOutputBuffer, dwNumBytesToSend, &dwNumBytesSent); Sleep(2); // Wait for data to be transmitted and status ftStatus = FT_GetQueueStatus(ftHandle, &dwNumBytesToRead); ftStatus |= FT_Read(ftHandle, byInputBuffer, dwNumBytesToRead, &dwNumBytesRead); if (ftStatus != FT_OK) { printf("Unknown error in initializing the MPSSE\r\n"); return FT_OTHER_ERROR; } else if (dwNumBytesToRead > 0) { printf("Error in initializing the MPSSE, bad code:\r\n"); for ( int i = 0; i < dwNumBytesToRead; i++) printf (" %02Xh", byInputBuffer[i]); printf("\r\n"); return FT_INVALID_PARAMETER; } return FT_OK; }

ポイント4.ロードプロトコルを実装する

すべてが実際の実験の準備ができているようです。最初に、初期化が正しく実行されていることを確認し、プログラムの本体でMPSSE_open()

およびMPSSE_setup()

呼び出し、デバイスを閉じる前に（ FT_Close

）、空のgetchar()

ます。プログラムを実行し、オシロスコープを使用して、PSのすべてのレベルがデフォルトレベルに設定されていることを確認します。初期化でこれらのレベルの値を変更すると（FPGAで問題が発生することはありません）、MPSSEプロセッサーが目的の結果を有効なものとして提供します。すべてが適切に機能し、データの転送に進むことができます。

データの順次送受信は、同じオペコードを使用してコマンドモードで実行されます。コマンドの最初のバイトはオペコードであり、操作のタイプを決定し、その後に送信または受信されたシーケンスの長さ、および送信の場合は実際のデータが続きます。 MPSSEプロセッサは、データを送受信でき、同時にデータを送受信できます。送信は、最下位ビット転送（LSB）または最上位ビット（MSB）のいずれかです。データ送信は、クロックパルスの立ち上がりエッジまたは立ち下がりエッジで発生します。オプションの各組み合わせには独自のop-codeがあり、各op-codeビットは操作モードを記述します。

ビット	機能
0	フロントライト同期：0-正、1-負
1	1-バイトで動作、0-ビットで動作
2	読み取りのフロントエッジ：0-正、1-負
3	伝送モード：1-LSB、0-MSBファースト
4	TDIデータ送信
5	TDOラインからのデータの読み取り
6	TMSデータ送信
7	0でなければなりません。そうでなければ、これはコマンドの異なるグループです

PSスキームに従ってFPGAを構成すると、データはLSBモードのリーディングエッジで送信されます。 , , op-code 0001_1000b 0x18 . ( , ), . : . , , 0, 65536, 65535. , . MPSSE_send

.

MPSSE_send

 static BYTE byBuffer[65536 + 3]; static FT_STATUS MPSSE_send(BYTE * buff, DWORD dwBytesToWrite) { DWORD dwNumBytesToSend = 0, dwNumBytesSent, bytes; FT_STATUS ftStatus; // Output on rising clock, no input // MSB first, clock a number of bytes out byBuffer[dwNumBytesToSend++] = MPSSE_CMD_LSB_DATA_OUT_BYTES_POS_EDGE; // 0x18 bytes = dwBytesToWrite -1; byBuffer[dwNumBytesToSend++] = (bytes) & 0xFF; // Length L byBuffer[dwNumBytesToSend++] = (bytes >> 8) & 0xFF; // Length H memcpy(&byBuffer[dwNumBytesToSend], buff, dwBytesToWrite); dwNumBytesToSend += dwBytesToWrite; ftStatus = FT_Write(ftHandle, byBuffer, dwNumBytesToSend, &dwNumBytesSent); if (ftStatus != FT_OK ) { printf ("ERROR send data\r\n"); return ftStatus; } else if (dwNumBytesSent != dwNumBytesToSend) { printf ("ERROR send data, %d %d\r\n", dwNumBytesSent, dwNumBytesToSend); } return FT_OK; }

— 65 , - , op-code . byBuffer

, buff

, , op-code . , , .

, "" , 25 , , , 1 ( , #define DATA_SPEED 1000000ul

). :

 BYTE byOutputBuffer[] = {0x02, 0x1B, 0xEE, 0x01, 0xFA}; MPSSE_send(byOutputBuffer, sizeof(byOutputBuffer));

( ):

— DATA[0] , — DCLK . . , , .

, SPI ( ). , PS, . nCONFIG , nSTATUS , CONF_DONE . — , , — , .

MPSSE_get_lbyte

, , .

MPSSE_get_lbyte

 static FT_STATUS MPSSE_get_lbyte(BYTE *lbyte) { DWORD dwNumBytesToSend, dwNumBytesSent, dwNumBytesToRead, dwNumBytesRead; BYTE byOutputBuffer[8]; FT_STATUS ftStatus; dwNumBytesToSend = 0; byOutputBuffer[dwNumBytesToSend++] = MPSSE_CMD_GET_DATA_BITS_LOWBYTE; ftStatus = FT_Write(ftHandle, byOutputBuffer, dwNumBytesToSend, &dwNumBytesSent); Sleep(2); // Wait for data to be transmitted and status ftStatus = FT_GetQueueStatus(ftHandle, &dwNumBytesToRead); ftStatus |= FT_Read(ftHandle, lbyte, dwNumBytesToRead, &dwNumBytesRead); if ((ftStatus != FT_OK) & (dwNumBytesToRead != 1)) { printf("Error read Lbyte\r\n"); return FT_OTHER_ERROR; // Exit with error } return FT_OK; }

, op-code , . , - , , . , . MPSSE_set_lbyte

:

MPSSE_set_lbyte

 static FT_STATUS MPSSE_set_lbyte(BYTE lb, BYTE mask) { DWORD dwNumBytesToSend, dwNumBytesSent; BYTE byOutputBuffer[8], lbyte; FT_STATUS ftStatus; ftStatus = MPSSE_get_lbyte(&lbyte); if ( ftStatus != FT_OK) return ftStatus; // Set to zero the bits selected by the mask: lbyte &= ~mask; // Setting zero is not selected by the mask bits: lb &= mask; lbyte |= lb; dwNumBytesToSend = 0; // Set data bits low-byte of MPSSE port: byOutputBuffer[dwNumBytesToSend++] = MPSSE_CMD_SET_DATA_BITS_LOWBYTE; byOutputBuffer[dwNumBytesToSend++] = lbyte; byOutputBuffer[dwNumBytesToSend++] = PORT_DIRECTION; ftStatus = FT_Write(ftHandle, byOutputBuffer, dwNumBytesToSend, &dwNumBytesSent); if ((ftStatus != FT_OK) & (dwNumBytesSent != 1)) { printf("Error set Lbyte\r\n"); return FT_OTHER_ERROR; } return FT_OK; }

, . : FTDI; MPSSE; rbf- , nCONFIG , N_STATUS ; rbf- ; , , CONF_DONE . , MPSSE FTDI . , nCONFIG "" , , , .

main

 int main(int argc, char *argv[]) { FT_STATUS ftStatus; BYTE lowByte; DWORD numDevs; // create the device information list if ( argv[1] == NULL) { printf ("NO file\r\n"); return -1; } frbf = fopen(argv[1],"rb"); if (frbf == NULL) { printf ("Error open rbf\r\n"); return -1; } ftStatus = FT_CreateDeviceInfoList(&numDevs); if ((numDevs == 0) || (ftStatus != FT_OK)) { printf("Error. FTDI devices not found in the system\r\n"); return -1; } ftStatus = MPSSE_open ("LESO7 B"); if (ftStatus != FT_OK) { printf("Error in MPSSE_open %d\n", ftStatus); EXIT(-1); } MPSSE_setup(); if (ftStatus != FT_OK) { printf("Error in MPSSE_setup %d\n", ftStatus); EXIT(-1); } printf ("nConfig -> 0\r\n"); MPSSE_set_lbyte(0, 1 << N_CONFIG); printf ("nConfig -> 1\r\n"); MPSSE_set_lbyte(1 << N_CONFIG, 1 << N_CONFIG); if (MPSSE_get_lbyte(&lowByte) != FT_OK) { EXIT(-1); } if (((lowByte >> N_STATUS) & 1) == 0) { printf("Error. FPGA is not responding\r\n"); EXIT(-1); } int i = 0; size_t readBytes = 0; // Send the configuration file: do { readBytes = fread(buff, 1, MPSSE_PCK_SEND_SIZE, frbf); if (MPSSE_send(buff, readBytes) != FT_OK) EXIT(-1); putchar('*'); if (!((++i)%16)) printf("\r\n"); } while (readBytes == MPSSE_PCK_SEND_SIZE); printf("\r\n"); memset(buff, 0x00, sizeof(buff)); MPSSE_send(buff, 1); //        ? printf("Load complete\r\n"); // wait CONF_DONE set // A low-to-high transition on the CONF_DONE pin indicates that the configuration is // complete and initialization of the device can begin. i = 0; do { if (MPSSE_get_lbyte(&lowByte) != FT_OK) { printf ("Error read CONF_DONE\r\n"); EXIT(-1); } if (i++ > TIMEOUT_CONF_DONE) { printf ("Error CONF_DONE\r\n"); EXIT(-1); } Sleep(2); } while (((lowByte >> CONF_DONE) & 1) == 0); printf("Configuration complete\r\n"); FT_Close(ftHandle); fclose(frbf); }

プログラムを開始する例：

 pen "LESO7 B" OK nConfig -> 0 nConfig -> 1 ** Load complete Configuration complete

rbf- . . 30 / .

, - JTAG.

USB経由でFPGAに構成をダウンロードするか、FTDI MPSSEを逆アセンブルします

コンフィギュレーションファイルをFPGAチップにダウンロードする

スライビーストMPSSE

ブートローダーを書く

ポイント1。デバイスを見つけて開く

ポイント2.チップを初期化し、MPSSEをオンにします

項目3. MPSEE操作モードを構成する

ポイント4.ロードプロトコルを実装する

関連資料

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項目3. MPSEE操作モードを構成する

ポイント4.ロードプロトコルを実装する

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