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2011.09.05

MITOUJTAG BASICでAVNETのSpartan-6 LX9 Microboardを試してみた

秋月でAVNETの激安Spartan-6 LX9 Microboardが売られているというので、MITOUJTAGでどのように見えるのかを調査するために、買ってきて試してみました。

Av_sp6_top

MITOUJTAGというツールを使うと、JTAGを利用して、FPGAの端子がどのように動いているのかを可視化したり、SPI ROMのデータを書き換えることが自由自在にできます。

まず、このボードにJTAGケーブルをつなぐわけですが、裏面に14ピンのコネクタがついているので、そこにPocket JTAG Cableをつなぎます。

Av_sp6_bot_3

そしてMITOUJTAGを起動して、自動認識ボタンを押します。すると、XC6SLX9が認識されました。
Av_sp6_1

同じIDCODEを持つデバイスの候補が出るので、XC6SLX9 CSG324を選びます。
Av_sp6_2

そして、スキャンボタンを押すと、何やらBGAの各端子が忙しく動いているのが見えました。水色の端子はLレベル、ピンク色の端子はHレベル、塗りつぶしは出力で、網掛けは入力端子です。
Av_sp6_3

これだけでは、どんな動作をしているのかさっぱり分からないので、デバイスの絵を右クリックして「ピン定義ファイルの登録」を行います。
Av_sp6_4

そして、AVNETのWebサイトからダウンロードした設計ファイル一式の中にあるPADファイル(FPGAの論理合成の結果できたピン配置ファイル)を読み込みます。
Av_sp6_5

これでピン定義が読み込まれました。では、ロジアナモードにして波形を見て見ることにします。

まず、電源投入からFPGAが起動するまでと、FPGAが起動してからアプリケーションが起動するまでのようすが見えました。

Av_sp6_8_2

最初にXC6SLX9が起動する前に、SPI ROMからBitStreamを読み込んでいるようすと、その後、MicroBlazeか何かのソフトプロセッサが起動してデータを読み込んでいるようすが見えます。JTAGバウンダリスキャンの面白いところは、FPGAが起動する前でも使えるというところです。
そのため、コンフィギュレーション関係の信号も見えるので、起動前の状態、つまりSPI ROMからBitStreamを読み出しているときの波形も見えます。これはChipScopeのように埋め込み式のロジアナでは見えません。

次の図は、FPGAが起動した後の動作の様子です。LPDDR SDRAMが忙しく動いています。
Av_sp6_9

それから通常のバウンダリスキャンの画面に戻って、MITOUJTAGのSPI ROM書き込みモードを起動します。通常のデバイス書き込みダイアログでSPIボタンを押すと、SPI ROM書き込みモードに切り替わります。
Av_sp6_6_3

このボードに乗っていたSPI ROMは新品種だったので、デバイスの型番などは不明と表示されてしまいましたが、先頭のメモリエリアは見えました。
Av_sp6_7

なお、買ってきたときにSPI ROMに入っているサンプルデザインが、いったいどのデザインのものなのかを調べようとして、AVNETのWebサイトからいろいろダウンロードしてみたBitStreamと照合してみましたが、一致するものはまだ見つかっていません。

それにしてもこんなに安いのは驚きました。AVNETはXILINXの一次代理店だし箱の中にはTycoやMicronやTIなどの広告シートが入っていたので、デバイス自体も宣伝用に無償か、相当安く仕入れているのかもしれません。
それに、FPGAの裏にあるべきパスコンもほとんどありません。LPDDR SDRAMの裏にはパスコンが5個しかありません。ちょっと少なすぎて怖い感じもしますが、ひょっとするとパスコン削減のノウハウがあるのかもしれません。

このように、今日買ってきたばかりのボードで、内部もほとんど未知なのですが、MITOUJTAGを使えば、あっという間に、その動作が丸裸といわんばかりに見えてしまいました。

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