CN107528571A - 一种fpga仿真器切换装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种FPGA仿真器切换装置及方法,包括外壳和中间转换模块;外壳上设置有输入口和两个以上输出口;还包括切换按键,控制中间转换模块,对输入口和输出口的对应关系进行选择;两个以上输出口连通指示灯,与输出口一一对应;输入口有一个时,切换按键控制中间转换模块选择与输入口对应的输出口;输入口包括n个,输出口包括n个,n≥2时;输入口连通指示灯与输入口一一对应;切换按键控制中间切换模块选择单个输入口与单个输出口之间的连通对应关系,实际使用的m个输入口与m个输出口的一一对应连通连接关系,及均不连通的连接关系。减少了FPGA板卡接口的插拔次数和仿真器的插拔次数,同时减少了仿真器下载口多次插拔容易损坏的几率。

Description

一种FPGA仿真器切换装置及方法
技术领域
本发明涉及通讯仿真切换装置领域,特别是涉及一种FPGA仿真器切换装置及方法。
背景技术
随着数字电路的逐步发展,FPGA由于其强大的在线编程能力已经被越来越多的使用。而在对FPGA的使用中,代码下载与在线调试通常是通过通用计算机的USB接口连接仿真器完成。然而一台电脑的一个USB口只能连接一个仿真器对应一片FPGA的下载口,所以对于具有多片FPGA的板卡,在实现代码下载与在线调试功能时通常采用以下两种方式:1、挂多个仿真器分别对每一片FPGA进行代码下载与在线调试;2、一个仿真器多次使用,通过来回插拔实现对多片FPGA的代码下载与在线调试。对于第一种方式,由于FPGA仿真器的价格较高,只有在线调试FPGA之间的接口时才对每一片FPGA挂一个仿真器,所以通常在工程中对FPGA的代码下载和在线调试采用第二种方式实现复用功能。然而对于数字电路,在插拔下载器时为了防止静电对FPGA的影响需要对板卡断电后再进行切换操作,且仿真器的下载口多次插拔容易损坏,在使用中非常不便。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种当需要对包含有两片及以上FPGA的板卡进行在线调试或代码下载时,不需要频繁切换FPGA板卡的FPGA仿真器切换装置及方法。
本发明采用的技术方案如下:
一种FPGA仿真器切换装置,包括切换装置的外壳和中间转换模块;所述外壳上设置有输入口和两个以上输出口;还包括切换按键,用于控制中间转换模块,对输入口和输出口的对应关系进行选择;还包括两个以上输出口连通指示灯,与输出口一一对应;
所述输入口有一个,所述切换按键控制中间转换模块选择与输入口对应的输出口;或
所述输入口包括n个,输出口包括n个,所述n≥2;还包括,输入口连通指示灯,与输入口一一对应;所述切换按键控制中间切换模块选择单个输入口与单个输出口之间的连通连接关系,实际使用的m个输入口与m个输出口的一一对应连通连接关系,及均不连通的连接关系;n≥m≥2。
所述输入口有4个,输出口有4个。
还包括电源指示灯,设置于所述外壳上。
输出口与FPGA板卡上的下载口通过通用连接插件相连。
还包括中间转换模块复位按键,设置于所述外壳上。
还包括中间转换模块代码下载口,设置于所述外壳上。
基于上述FPGA仿真器切换装置的FPGA仿真器切换方法,具体方法为:当输入口只有一个,而输出口至少有两个时,采用切换按键控制中间转换模块选择与输入口对应的输出口;
所述输入口包括n个,输出口包括n个,所述n≥2;还包括,输入口连通指示灯,与输入口一一对应;所述切换按键控制中间切换模块选择单个输入口与单个输出口之间的连通对应关系,实际使用的m个输入口与m个输出口的一一对应连通连接关系,及均不连通的连接关系,n≥m≥2;中间转换模块的具体控制方法步骤为:
步骤一、初始状态下,根据需求配置中间转换模块,输入口与输出口均不连通,内置计数器清零;
步骤二、判断切换按键是否按下,如果是则进入下一步;
步骤三、判断内置计数器是否大于预设值;如果是,则返回步骤一,如果否则进入下一步;
步骤四、内置计数器加1;
步骤五、切换输入口输出口连接关系,并点亮对应输入输出指示灯。
所述方法还包括,采用复位按键对默认设置进行复位。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:仿真器不管与哪一个输入口相连,或者两个以上仿真器与两个以上输入口一一对应相连,均既可以随意选择输出口,又可以随意选择输入口,从而减少FPGA板卡接口的插拔次数和仿真器的插拔次数,同时减少了仿真器下载口多次插拔容易损坏的几率。
附图说明
图1为本发明其中一实施例的仿真器切换装置外壳结构示意图。
图2为本发明其中一实施例的仿真器切换装置仿真连接结构示意图。
图3为本发明其中一实施例中中间转换模块采用过的CPLD引脚连接示意图。
图4为本发明其中一实施例的输入输出口连通控制流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
本说明书(包括摘要和附图)中公开的任一特征,除非特别叙述,均可被其他等效或者具有类似目的的替代特征加以替换。即,除非特别叙述,每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
具体实施例1
如图1所示和图2所示,一种FPGA仿真器切换装置,包括切换装置的外壳和中间转换模块;所述外壳上设置有输入口和两个以上输出口;还包括切换按键、用于控制中间转换模块,对输入口和输出口的对应关系进行选择;还包括两个以上输出口连通指示灯,与输出口一一对应;
在本具体实施例中,所述输入口有一个,所述切换按键控制中间转换模块选择与输入口对应的输出口。
针对FPGA仿真器,输入口包括VCC、GND、TMS、TCK、TDO和TDI 6个输入测试引脚;中间转换模块上的IO口与输入口的TMS、TCK、TDO以及TDI 4个引脚相连,中间转换模块的VCC与GND与输入口的VCC与GND引脚分别相连,中间转换模块上的IO口与连接插件(用于连接输出口与FPGA板卡上的下载口)的引脚以及所有输出指示灯相连,当使用该装置对其他板卡上的FPGA进行在线调试和代码下载时,只需要配置中间转换模块与连接插件的连接引脚定义,便可实现对FPGA的在线调试与代码下载。
具体实施例2
一种FPGA仿真器切换装置,包括切换装置的外壳和中间转换模块;所述外壳上设置有输入口和两个以上输出口;还包括切换按键、用于控制中间转换模块,对输入口和输出口的对应关系进行选择;还包括两个以上输出口连通指示灯,与输出口一一对应;
所述输入口包括n个,输出口包括n个,所述n≥2;还包括,输入口连通指示灯,与输入口一一对应;所述切换按键控制中间切换模块选择单个输入口与单个输出口之间的连通连接关系,实际使用的m个输入口与m个输出口的一一对应连通连接关系,及均不连通的连接关系;n≥m≥2。例如:n=5的情况下,m可以为2、3、4或5,当m为2时,则配置所述切换按键控制中间切换模块选择单个输入口与单个输出口之间的连通连接关系,实际使用的2个输入口与2个输出口的一一对应连通连接关系,及均不连通的连接关系,一共能够选择6种连接关系。当m=3时,则配置所述切换按键控制中间切换模块选择单个输入口与单个输出口之间的连通连接关系,实际使用的3个输入口与3个输出口的一一对应连通连接关系,及均不连通的连接关系,一共能够选择10种连接关系。而当m=5时,则配置所述切换按键控制中间切换模块选择单个输入口与单个输出口之间的连通连接关系,实际使用的5个输入口与5个输出口的一一对应连通连接关系,及均不连通的连接关系,一共能够选择34种连接关系。
针对FPGA仿真器,每个输入口均包括VCC、GND、TMS、TCK、TDO和TDI 6个输入测试引脚;中间转换模块上的IO口与输入口的TMS、TCK、TDO以及TDI 4个引脚对应相连,中间转换模块的VCC与GND与每个输入口的VCC与GND引脚分别相连,中间转换模块上的IO口与连接插件(用于连接输出口与FPGA板卡上的下载口)的引脚以及所有输出指示灯相连,当使用该装置对其他板卡上的FPGA进行在线调试和代码下载时,只需要配置中间转换模块与连接插件的连接引脚定义,便可实现对FPGA的在线调试与代码下载。由于每个输入口均设置有VCC和GND接口,中间转换模块的VCC与GND与每个输入口的VCC与GND引脚分别相连,因此,只要任意一个输入口与调试主机或代码下载主机相连,均能够实现对中间转换模块进行供电,不需要再单独给中间转换模块供电。
在本具体实施例中,中间转换模块实现实际使用的m个输入口与m个输出口的2m+2种不同的连通模式,且n≥m≥2,以m=2为例,其6种连接关系为:输入口1、2与输出口1、2均不连接、仅输入口1与输出口1连通,仅输入口1与输出口2连通,仅输入口2与输出口1连通,仅输入口2与输出口2连通,输入口1、2分别与输出口1、2连通。所述的切换按键用于在上述6中不同连通方式之间进行循环切换,所述的指示灯用于指示输入口与输出口连通对应关系。这样,当仿真器与输入口1或2连接时,需要的输出口均能被连通,而不必通过插拔仿真器实现,同时,在需要多片FPGA在线联调时,能够通过2个下载器分别与2个输入口连接,2个输出口分别与2片FPGA连接,从而进行联调。
具体实施例3
在具体实施例2的基础上,所述输入口有4个,输出口有4个。在本具体实施例中,所述的中间转换模块实现4个输入口与4个输出口的18种不同的连通模式:A.仅输入口1与输出口1连通,B.仅输入口1与输出口2连通,C.仅输入口1与输出口3连通,D.仅输入口1与输出口4连通,E.仅输入口2与输出口1连通,F.仅输入口2与输出口2连通,G.仅输入口2与输出口3连通,H.仅输入口2与输出口4连通,I.仅输入口3与输出口1连通,J.仅输入口3与输出口2连通,K.仅输入口3与输出口3连通,L.仅输入口3与输出口4连通,M.仅输入口4与输出口1连通,N.仅输入口4与输出口2连通,O.仅输入口4与输出口3连通,P.仅输入口4与输出口4连通,Q.输入口1、2、3、4分别与输出口1、2、3、4同时连通,R.输入口1、2、3、4分别与输出口1、2、3、4都不连通。切换按键用于在以上16种不同的连通方式之间进行循环切换,这样仿真器不管与哪一个输入口连接,需要的输出口均能被连通,从而减少仿真器的拔插次数,需要的输出口均能被连通,而不必通过插拔仿真器实现,同时,在需要多片FPGA在线联调时,能够通过4个下载器分别与4个输入口连接,4个输出口分别与4片FPGA连接,从而进行联调。
具体实施例4
在具体实施例1到3之一的基础上,还包括电源指示灯,设置于所述外壳上,电源指示灯亮,则表明仿真切换装置已经接通电源。
具体实施例5
在具体实施例1到4之一的基础上,输出口与FPGA板卡上的下载口通过通用连接插件相连。
具体实施例6
在具体实施例1到5之一的基础上,还包括中间转换模块复位按键,设置于所述外壳上,用于对中间转换模块进行复位。
具体实施例7
在具体实施例1到5之一的基础上,还包括中间转换模块代码下载口,设置于所述外壳上。
具体实施例8
如图3所示,在具体实施例1到7之一的基础上,所述中间转换模块包含一片CPLD以及相关的电源电路、晶振电路、代码下载以及复位电路,CPLD的IO口与每个输入口的TMS、TCK、TDO以及TDI 4个引脚相连,CPLD的IO口与连接插件的引脚以及所有输出指示灯相连,连接插件与CPLD连接的引脚通过配置CPLD完成。
具体实施例9
在具体实施例1到8之一的基础上,一种FPGA仿真器切换方法,具体方法为:当输入口只有一个,而输出口至少有两个时,采用切换按键控制中间转换模块选择与输入口对应的输出口;
所述输入口包括n个,输出口包括n个,所述n≥2;还包括,输入口连通指示灯,与输入口一一对应;所述切换按键控制中间切换模块选择单个输入口与单个输出口之间的连通对应关系,实际使用的m个输入口与m个输出口的一一对应连通连接关系,及均不连通的连接关系,n≥m≥2;如图4所示,中间转换模块的具体控制方法步骤为:
步骤一、初始状态下,根据需求配置中间转换模块,输入口与输出口均不连通,内置计数器清零;
步骤二、判断切换按键是否按下,如果是则进入下一步;
步骤三、判断内置计数器是否大于预设值;如果是,则返回步骤一,如果否则进入下一步;
步骤四、内置计数器加1;
步骤五、切换输入口输出口连接关系,并点亮对应输入输出指示灯。
具体实施例10
在具体实施例9的基础上,所述输入口有4个,输出口有4个。
具体实施例11
在具体实施例9或10的基础上,所述方法还包括,采用复位按键对默认设置进行复位。

Claims (9)

1.一种FPGA仿真器切换装置,其特征在于:包括切换装置的外壳和中间转换模块;所述外壳上设置有输入口和两个以上输出口;还包括切换按键,用于控制中间转换模块,对输入口和输出口的对应关系进行选择;还包括两个以上输出口连通指示灯,与输出口一一对应;
所述输入口有一个,所述切换按键控制中间转换模块选择与输入口对应的输出口;或
所述输入口包括n个,输出口包括n个,所述n≥2;还包括,输入口连通指示灯,与输入口一一对应;所述切换按键控制中间切换模块选择单个输入口与单个输出口之间的连通连接关系,实际使用的m个输入口与m个输出口的一一对应连通连接关系,及均不连通的连接关系;n≥m≥2。
2.根据权利要求1所述的FPGA仿真器切换装置,其特征在于:所述输入口有4个,输出口有4个。
3.根据权利要求1所述的FPGA仿真器切换装置,其特征在于:还包括电源指示灯,设置于所述外壳上。
4.根据权利要求1所述的FPGA仿真器切换装置,其特征在于:输出口与FPGA板卡上的下载口通过通用连接插件相连。
5.根据权利要求1所述的FPGA仿真器切换装置,其特征在于:还包括中间转换模块复位按键,设置于所述外壳上。
6.根据权利要求1所述的FPGA仿真器切换装置,其特征在于:还包括中间转换模块代码下载口,设置于所述外壳上。
7.基于权利要求1到6之一所述的FPGA仿真器切换装置的FPGA仿真器切换方法,具体方法为:当输入口只有一个,而输出口至少有两个时,采用切换按键控制中间转换模块选择与输入口对应的输出口;
所述输入口包括n个,输出口包括n个,所述n≥2;还包括,输入口连通指示灯,与输入口一一对应;所述切换按键控制中间切换模块选择单个输入口与单个输出口之间的连通对应关系,实际使用的m个输入口与m个输出口的一一对应连通连接关系,及均不连通的连接关系,n≥m≥2;中间转换模块的具体控制方法步骤为:
步骤一、初始状态下,根据需求配置中间转换模块,输入口与输出口均不连通,内置计数器清零;
步骤二、判断切换按键是否按下,如果是则进入下一步;
步骤三、判断内置计数器是否大于预设值;如果是,则返回步骤一,如果否则进入下一步;
步骤四、内置计数器加1;
步骤五、切换输入口输出口连接关系,并点亮对应输入输出指示灯。
8.根据权利要求7所述的FPGA仿真器切换方法,所述输入口有4个,输出口有4个。
9.根据权利要求7或8所述的FPGA仿真器切换方法,所述方法还包括,采用复位按键对默认设置进行复位。
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