VIVADO软件安装后JTAG下载器读取不到FPGA芯片怎么办?

1. 现象描述

1) 电脑设备管理器显示驱动已经安装成功:

2) vivado Hardware Manager页面读取不到FPGA芯片

2. 问题解决

这种情况多半是在安装VIVADO软件时没有同时安装对应JTAG下载器驱动软件或没有提示安装对应下载器的安装软件。

可以按照如下步骤解决:

1) 运行该程序前,先确保下载器已经从电脑端口拔下来了。

2) 进入目录:“C:\Xilinx\Vivado\xxxxx\data\xicom\cable_drivers\nt64\digilent\install_digilent.exe”文件,并在需要的时候勾选所有勾选项以手动安装下载器服务程序。

3) 安装FTDI官方提供的驱动软件:CDM212364_Setup.zip 

<think>嗯,用户正在询问Vivado软件下载程序与固化程序结果不同的原因。这个问题其实挺常见的,主要涉及到FPGA配置过程中的关键差异。 让我先理清楚几个要点。用户提到的引用内容已经说明了SRAM型FPGA掉电丢失特性的问题,以及固化到外部Flash的基本原理。但用户实际遇到的不是功能丢失,而是功能表现不一致的特殊情况。 用户可能是在开发过程中发现:通过JTAG直接下载bitstream时功能正常,但将相同程序固化到Flash后重新上电,功能却出现异常。这种差异往往特别令人困惑,因为理论上应该是完全相同的配置数据。 考虑到SRAM掉电易失的特性,下载程序直接配置FPGA的SRAM单元,而固化则是让FPGA上电时主动从Flash读取配置。这里有三个主要差异点需要排查: 首先是时序问题。直接下载时vivado会自动适配时钟约束,但固化启动时FPGA需要自己完成配置阶段的时钟切换。如果设计中有多个时钟域或者复杂的MMCM/PLL配置,容易在初始化阶段出现时序竞争。特别是当配置时钟和用户时钟存在相位关系时。 其次是IO状态问题。配置阶段所有用户IO都处于高阻态,直到初始化完成才会切换到设计指定的电平状态。如果板级电路有上拉/下拉电阻,可能导致关键信号在配置结束前出现意外电平。这个特别容易影响复位信号,导致系统启动状态异常。 最后是配置模式设置。用户引用的约束条件里涉及SPI总线宽度和边缘设置,如果与实际Flash型号不匹配,就会造成配置数据读取错误。比如把x1模式设为x4,或者上升沿/下降沿设反,都可能读取到错误配置数据。 另外bitstream压缩也是个隐患点。引用中提到Vivado 2017有固化相关的bug,需要特殊操作生成boot.bin。如果直接用压缩后的bit文件生成镜像,而FPGA配置引擎不支持该压缩算法,就会导致解压错误。 用户可能没有意识到,固化后的启动过程本质是FPGA的自主行为,与JTAG下载时被动接收数据完全不同。建议用户重点检查三个方面:初始化时序约束是否完备、关键控制信号的板级电路设计、以及Flash配置参数是否完全匹配芯片手册。 </think>Vivado软件下载程序(JTAG模式)与固化程序(Flash启动)结果不同的原因主要有以下几点,结合FPGA配置特性和工程设置分析如下: ### 一、核心差异:配置机制不同 1. **JTAG下载** 直接通过调试器将比特流($bitstream$)注入FPGA的**SRAM配置存储器**,过程由Vivado实时控制。 $$ \text{Vivado} \xrightarrow{\text{JTAG协议}} \text{FPGA SRAM} $$ 2. **Flash固化** 比特流需先写入**外部SPI Flash**,FPGA上电时通过**配置引擎**自主读取Flash数据完成自加载。 $$ \text{Flash存储} \xrightarrow{\text{FPGA配置引擎}} \text{FPGA SRAM} $$ ### 二、关键原因分析 #### 1. 比特流完整性受损(最常见) - **Flash兼容性问题** SPI总线宽度($SPI\_BUSWIDTH$)、时钟极性($CLK\_POLARITY$)等约束不匹配导致读取错误: ```tcl set_property BITSTREAM.CONFIG.SPI_BUSWIDTH 4 [current_design] ;# 需匹配实际Flash型号 set_property BITSTREAM.CONFIG.SPI_FALL_EDGE Yes [current_design] ``` *若设置错误,配置引擎会解析出错误比特流* - **比特流压缩缺陷** 启用压缩后可能引发Vivado 2017的已知BUG[^1]: ```tcl set_property BITSTREAM.GENERAL.COMPRESS TRUE [current_design] ``` *需按引用[1]用Vivado 2015重写Flash或升级到新版本Vivado* #### 2. 电压与时序不匹配 - **配置电压错误** Flash供电电压($V_{CC}$)与约束不符导致数据采样错误: ```tcl set_property CONFIG_VOLTAGE 3.3 [current_design] ;# 需匹配硬件设计(1.8V/3.3V) ``` - **上电时序冲突** FPGA配置完成前,外围电路已动作(如DRAM初始化),需检查`CFGBVS`约束[^2]: ```tcl set_property CFGBVS VCCO [current_design] ;# 必须与Bank0供电一致 ``` #### 3. 设计初始化状态差异 - **未定义寄存器初始值** JTAG下载会强制复位寄存器,而Flash启动时: - 未显式初始化的寄存器可能为随机值 - 全局复位信号($resetn$)的板级电路设计缺陷(如上电延时不足) #### 4. 硬件连接问题 | 检查点 | 影响 | |----------------|-----------------------| | SPI CLK走线干扰 | 配置数据错位 | | Flash片选信号虚焊 | FPGA无法启动配置流程 | | 配置模式M[2:0]跳线 | 误设为JTAG模式 | ### 三、解决方案 1. **约束验证** 核对`xdc`文件中所有与配置相关的约束(参考引用[2]完整约束集) 2. **比特流校验** ```tcl write_cfgmem -format BIN -interface SPIx4 -loadbit "up 0x0 design.bit" output.bin ``` 用`md5sum`对比原始`.bit`与生成`.bin`文件的差异 3. **信号探测** 用示波器测量: - FPGA `INIT_B`引脚(配置状态指示) - SPI CLK波形(上升/下降沿是否匹配约束) 4. **版本规避** 若使用Vivado 2017,按引用[1]用2015版生成烧写文件 > **根本原因总结**:固化过程涉及**比特流生成→Flash烧写→FPGA自主加载**三阶段,任一环节的硬件/软件参数不匹配都会导致与JTAG直接下载的结果差异[^1][^2]。 --- ###
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