ARM+FPGA控制平台（LPC1778FBD208 + Xilinx XC6SLX9-2TQG144 ）

ARM芯片? ：LPC1778FBD208

FPGA芯片：Xilinx XC6SLX9-2TQG144 ）

控制板配置了ARM+FPGA芯片，其中ARM完成USB、flash、FRAM、UART等时序逻辑控制。FPGA与ARM通过高速总线连接，提供高速信号驱动输出，可完成实时性要求较高的控制输出。

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一、准备工作

本文将根据Windows XP系统介绍下载控制板固件之前需要做一下准备工作：

1.硬件准备

电源箱一台，控制板一块，USB线缆，TTL电平串口通信线缆一条，XILINX下载器。

2.软件环境

2.1安装FlashMagic

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2.2安装Xilinx ISE（本次测试使用的是14.6版本）

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2.3准备固件文件

ARM：共两个文件，boot.hex，app.bin

FPGA：共一个文件，VXXX.jed/XXX.mcs

3.下载前注意事项

下载前请保证工作台干净整洁，桌面绝缘。操作人员配置防静电设备。切断控制板与其他模块的连接。避免下载过程中产生无法预见的问题。

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二、下载流程

2.1整理工作台，做好防静电措施

2.2观测控制板是否有明显短路、贴错、虚焊等

2.3连接串口线，注意TX与RX接线顺序

2.4打开下载工具，短接BOOT管脚，然后再上电

2.5下载BOOT文件，文件格式为hex

2.6重启控制板，观测呼吸灯是否正常呼吸

2.7连接USB，使用USB工具下载bin格式的app文件

2.8连接CPLD/FPGA下载器，上电并下载

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三、下载固件

第一步准备工作完成之后，开始固件下载过程。固件下载顺序为ARM boot固件、CPLD/FPGA、USB、ARM app固件。

打开电源开关（或连接USB线缆供电），检测如下测试点，如果不符合要求，立即断电，检查控制板硬件故障。

1.测试3.3V电压范围3.25-3.35V

2.测试1.2V电压范围1.15-1.25V

3.短接BOOT的两个脚，LED发光

如果以上条件任何一项不符合，请立即断电检查硬件是否正常。

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3.1ARM boot固件下载

ARM boot下载需要用到的软件工具是FlashMagic。软件界面如下图：

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图：FlashMagic操作界面

软件设置可以参考上图，COM Port根据实际串口号选择。查看串口编号的方法是右键《我的电脑》，《管理》，《设备管理器》里面可以看到，如下图示意。
在软件界面的Step3选择下载文件boot.hex

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ARM boot下载需要的硬件连接包括电源和串口线缆。其中，串口线缆在控制板端的输入是TTL电平。控制板串口定义如下图：

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图：串口接线关系

开始下载：

如果控制板是第一次下载boot.hex具体下载步骤：

　　A.连接控制板电源，以及串口线缆

　　B.设置FlashMagic软件（主要是串口编号，选择boot.hex文件）

　　C.打开电源开关

　　D.点击FlashMagic软件Step 5

　　E.等待下载完成后关闭电源

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如果控制板需要更新boot.hex（以前有下载），具体步骤如下：

　　A.连接控制板电源，以及串口线缆

　　B.设置FlashMagic软件（主要是串口编号，选择boot.hex文件）

　　C.短接BOOT管脚，然后打开电源开关（上电之前短接即可，上电之后BOOT管脚状态不影响下载）

　　D.点击FlashMagic软件Step 5

　　E.等待下载完成后关闭电源，断开BOOT连接

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如果FlashMagic提示下载成功，即完成ARM boot下载，重新上电可以观察到LED会以呼吸或闪烁的方式变化。

如果提示失败，可能有以下问题：1.串口编号选择错误。2.控制板电源检查不正确。3.串口线缆连接错误。4.尝试改变FlashMagic的波特率设置，重试。

图：ARM boot下载成功

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3.2FPGA代码下载

完成ARM boot下载以后，开始进行CPLD/FPGA代码下载。下载CPLD/FPGA代码需要准备的软件是xilinx提供的iMPACT，安装ISE后可以找到该工具。同时需要完成Xilinx 下载器与控制板的连接，接口定义如下：

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图：CPLD/FPGA下载接口

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图：CPLD/FPGA接线实物，图中红色为1号脚

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图：Xilinx 下载工具

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完成硬件连接和软件工具之后，即可开始下载：

　　A.打开iMPACT

　　B.在软件左侧选择Boundart Scan，打开控制板电源

　　C.在软件右侧空白处点击右键选择 Initialize Chain?

　　　　

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　　D.如果跳出对话框请点击OK，如果对话框提示选择下载文件，请选中CPLD .jed（或FPGA.mcs）文件?

　　　　

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　　E.选中下载文件，如果D步骤已经选择可跳过此步

　　F.右键选择 Program Device

　　G.等待下载完成后断电

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3.3ARM APP代码下载

如果已经完成了ARM boot下载、CPLD/FPGA代码下载，即可开始ARM app代码下载，也是最后一个需要下载的文件。该文件主要实现了控制板所有应用功能。以后升级的可能性较多。

使用USB下载app代码之前需要确认此版本Boot是否支持USB接口下载。

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USB下载软件如下图：

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3.3.1 USB线缆连接控制板，打开USB设备。读取控制板版本号下图。固件（程序）版本定义规则是B***开始的版本编号为boot，A***开始的版本编号为app，如下图中”BM10V20102”则表示当前运行的固件是boot文件，没有执行app固件。

3.3.2下载app。点击“下载程序/文件”，并选择需要升级的app文件。

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3.3.3等待自动下载完成后，点击确认OK，同时控制板已经自动复位

3.3.4读取app版本检测是否下载正确

App启动，针对不同的系统可能需要不同长短的启动时间，所以USB通信时应该等待控制板完成启动后再操作，通常为3-5秒。

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特别说明：

如果下载了错误的ARM app，将导致ARM无法运行或者死机。解决方案如下：核心板利用离线下载重新下载更新，即下载APP前选中“离线下载”，然后开始重新上电下载。

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四、测试指导

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串口控制台是基于串口硬件的调试平台，BootLoader和app程序均设计了控制台接口用于内部测试，快速调试，监控数据输出等。进行该项测试时，需要连接上文提到的TTL串口线到控制板，并通电。

控制台需要的工具：SecureCRT

控制台可实现功能有内存调试测试、ARM内核占用率、版本号查询、程序升级等

一、打开SecureCRT并配置端口

二、控制板上电

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三、查看版本号

输入ver之后回车