用Zybo调试CY7C68013A核心板的Slave FIFO模式

简介

最近在调试CY7C68013A核心板的Slave FIFO模式时，因为电路板的丝印bug，绕了一大圈。最终不但调试成功，也发现了用Zybo调试其它电路板的便利之处。在这里分享下调试过程和心得。

CY7C68013A核心板

淘宝购买的最便宜的核心板，有两个用户LED，硬件版本为HW-274。实物如下图：

根据原理图和实物细节照片，发现丝印SLWR和SLRD搞反了。也即丝印RDY0实际上是RDY1引脚，丝印RDY1实际上是RDY0引脚。具体如下图所示：

红圈处的引脚实际为RDY1/SLWR，但是丝印错误，搞成了RDY0。
蓝圈处的引脚实际为RDY0/SLRD。
最开始是用STM32作为主控，读写CY7C68013的FIFO。但是因为开始没有发现这个错误，就转而使用Zybo调试了。用Zybo的原因是因为它在调试时能够很方便地使用ILA IP进行逻辑分析。正因为这个错误让我认识到了Zybo的额外利用价值。

CY7C68013程序设计

硬件连接

在调试CY7C68013的Slave FIFO模式时，为了简化硬件电路连接和控制端代码，采用了异步模式。根据EZ-USB的TRM文档，异步Slave FIFO读写硬件电路和时序为：

主要代码

CYPRESS提供了FX2LP的固件框架，使得固件开发只需修改TD_Init和TD_Poll（如果采用中断，那就修改中断函数）两个函数即可。针对CY7C68013 的固件程序，只需要修改bulkloop项目中的bulkloop.c文件里的TD_Init和TD_Poll函数。

void TD_Init(void)             // Called once at startup
{
  //设置8051的工作频率为48MHz
  CPUCS = 0x12; // CLKSPD[1:0]=10, for 48MHz operation, output CLKOUT
  SYNCDELAY;
  
  //Slave使用内部48MHz的时钟
  IFCONFIG = 0xEB; //Internal clock, 48 MHz, output IFCLK, Slave FIFO ASYNC mode
                   //IFCONFIG.3=ASYNC, 1=async, 0=sync
  SYNCDELAY;

  //配置FIFO标志输出，FLAG B配置为EP6 IN FIFO空标志
  PINFLAGSAB = 0xE0;			// FLAGB - EP6FF
  SYNCDELAY;

  //配置FIFO标志输出，FLAG C配置为EP2 OUT FIFO满标志
  PINFLAGSCD = 0x08;			// FLAGC - EP2EF
  SYNCDELAY;

  //PA7=FLAGD
  PORTACFG = 0x00;
  SYNCDELAY;
  FIFOPINPOLAR = 0x00; // set all slave FIFO interface pins as active low
  SYNCDELAY;
 
  //将EP2断端点配置为BULK-OUT端点，使用4倍缓冲，512字节FIFO             
  EP2CFG = 0xA0;                //out 512 bytes, 4x, bulk
  SYNCDELAY;
  //将EP6配置为BULK-OUT端点，                    
  EP6CFG = 0xE0;                // in 512 bytes, 4x, bulk
  SYNCDELAY;              
  EP4CFG = 0x02;                //clear valid bit
  SYNCDELAY;                     
  EP8CFG = 0x02;                //clear valid bit
  SYNCDELAY;   

  //复位FIFO
  FIFORESET = 0x80;             // activate NAK-ALL to avoid race conditions
  SYNCDELAY;                    // see TRM section 15.14
  FIFORESET = 0x02;             // reset, FIFO 2
  SYNCDELAY;                    // 
  FIFORESET = 0x04;             // reset, FIFO 4
  SYNCDELAY;                    // 
  FIFORESET = 0x06;             // reset, FIFO 6
  SYNCDELAY;                    // 
  FIFORESET = 0x08;             // reset, FIFO 8
  SYNCDELAY;                    // 
  FIFORESET = 0x00;             // deactivate NAK-ALL
  SYNCDELAY;         
  
  // handle the case where we were already in AUTO mode...
  // ...for example: back to back firmware downloads...           // 
  EP2FIFOCFG = 0x00;            // AUTOOUT=0, WORDWIDE=0
  // core needs to see AUTOOUT=0 to AUTOOUT=1 switch to arm endp's
  SYNCDELAY;                    // 
  EP2FIFOCFG = 0x11;            // AUTOOUT=1, WORDWIDE=1
  SYNCDELAY;                    // 
  EP6FIFOCFG = 0x0D;            // AUTOIN=1, ZEROLENIN=1, WORDWIDE=1
  SYNCDELAY;
}

void TD_Poll( void )
{ // Called repeatedly while the device is idle

  // ...nothing to do... slave fifo's are in AUTO mode...

}

Zybo程序设计

Zybo的BD设计如下：

EMIO为24位，ILA的深度为16K，FCLK_CLK1的频率为10MHz。生成bit文件后导出到SDK，SDK的Application中，添加如下main.c文件：

// main.c
#include "xgpiops.h"
#include "sleep.h"

#define ADDR1 54
#define ADDR0 55
#define SLOE  56
#define FLAGC 57
#define FLAGB 58
#define SLWR  59
#define SLRD  60

int main()
{
	static XGpioPs psGpioInstancePtr;
	XGpioPs_Config* GpioConfigPtr;
	int xStatus;

	//-- Init. EMIO
    GpioConfigPtr = XGpioPs_LookupConfig(XPAR_PS7_GPIO_0_DEVICE_ID);
	if(GpioConfigPtr == NULL)
		return XST_FAILURE;

	xStatus = XGpioPs_CfgInitialize(&psGpioInstancePtr,GpioConfigPtr, GpioConfigPtr->BaseAddr);
	if(XST_SUCCESS != xStatus)
		print(" PS GPIO INIT FAILED \n\r");
	
	//--config EMIO as output/input

	XGpioPs_SetDirectionPin(&psGpioInstancePtr, 62 ,0);  //
	XGpioPs_SetDirectionPin(&psGpioInstancePtr, 63 ,0);  //
	XGpioPs_SetDirectionPin(&psGpioInstancePtr, 64 ,0);  //
	XGpioPs_SetDirectionPin(&psGpioInstancePtr, 65 ,0);  //

	 XGpioPs_SetDirectionPin(&psGpioInstancePtr, ADDR0 ,1);  // ADDR0
     XGpioPs_SetDirectionPin(&psGpioInstancePtr, ADDR1 ,1);  // ADDR1
     XGpioPs_SetDirectionPin(&psGpioInstancePtr, SLOE  ,1);  // SLOE
     XGpioPs_SetDirectionPin(&psGpioInstancePtr, SLWR  ,1);  // SLWR
     XGpioPs_SetDirectionPin(&psGpioInstancePtr, FLAGB ,0);  // FLAGB
     XGpioPs_SetDirectionPin(&psGpioInstancePtr, FLAGC ,0);  // FLAGC
     XGpioPs_SetDirectionPin(&psGpioInstancePtr, SLRD  ,1);  // SLRD

     //enable EMIO output
     XGpioPs_SetOutputEnablePin(&psGpioInstancePtr, ADDR1,1);
     XGpioPs_SetOutputEnablePin(&psGpioInstancePtr, ADDR0,1);
     XGpioPs_SetOutputEnablePin(&psGpioInstancePtr, SLOE ,1);
     XGpioPs_SetOutputEnablePin(&psGpioInstancePtr, SLWR ,1);
     XGpioPs_SetOutputEnablePin(&psGpioInstancePtr, SLRD ,1);


//     XGpioPs_WritePin(&psGpioInstancePtr, ADDR1, 0);
//     XGpioPs_WritePin(&psGpioInstancePtr, ADDR0, 0);
//     XGpioPs_WritePin(&psGpioInstancePtr, SLOE, 0);
//
     XGpioPs_WritePin(&psGpioInstancePtr, ADDR1, 1);
     XGpioPs_WritePin(&psGpioInstancePtr, ADDR0, 0);
     XGpioPs_WritePin(&psGpioInstancePtr, SLOE, 1);

	 while(1)
	 {
//		 if(XGpioPs_ReadPin(&psGpioInstancePtr, FLAGC))  // Not Empty
//		 {
//			 XGpioPs_WritePin(&psGpioInstancePtr, SLRD, 0);
//			 usleep(1);
//			 XGpioPs_WritePin(&psGpioInstancePtr, SLRD, 1);
//			 usleep(1);
//		 }
//		 else
//		 {
//			 XGpioPs_WritePin(&psGpioInstancePtr, SLRD, 1);
//		 }

		 if(XGpioPs_ReadPin(&psGpioInstancePtr, FLAGB))  // Not Full
		 {
			 XGpioPs_WritePin(&psGpioInstancePtr, SLWR, 0);
			 usleep(1);
			 XGpioPs_WritePin(&psGpioInstancePtr, SLWR, 1);
			 usleep(1);
		 }
		 else
		 {
			 XGpioPs_WritePin(&psGpioInstancePtr, SLWR, 1);
		 }

	 }
    return 0;
}

在CY7C68013下载完程序后，启动Zybo，SDK进入Debug模式。在Vivado界面，点击左侧的PROGRAM AND DEBUG。因为ILA的时钟频率为10MHz，那么JTAG频率必须低于4MHz，否则会出错。

右键点击Refresh Server重置JTAG连接，然后设置JTAG频率，如下图设置为3MHz。

或者在Tcl中运行：

refresh_hw_server {localhost:3121}
set_property PARAM.FREQUENCY 3000000 [get_hw_targets localhost:3121/xilinx_tcf/Digilent/210279572355A]

在测试Zybo读CY7C68013的Slave FIFO时，hw_ila_1的设置和捕获的波形如下图

其中，0~6的引脚分别连接CY7C68013的ADDR0、ADDR1、SLOE、SLWR、FLAGB、FLAGC和SLRD。

心得

1. 使用了两块电路板才调试CY7C68013成功，最后才发现是丝印的问题，这告诉我 有时候还真不是自己的错 。
2. Zybo的PS+PL用起来方便，不论什么时序，PS和PL，总有一款适合你 。