ナヒテック大容量SDRAM+USB付きFPGAボード NP1003

NP1003応用例高速USB-JTAG

発表日 2004年6月3日
最終更新日 2004年10月17日

高速USB-JTAGとは？

　高速USB-JTAGとは、USBを用いた高速なJTAGインタフェースケーブルです。

　最近のパソコンはパラレルポートがついていないことが多く、昨今のノートPCなどのモバイル環境でJTAGを使うことはとても困難でした。

　そこで、USBにつながるJTAGケーブルを開発しました。

　対応しているJTAGソフトウェアは「MITOUJTAG」です。MITOUJTAGはフリーソフトで、基本的な機能はすべて無償で使用することができます。MITOUJTAGには次のような機能があり、ほとんどのJTAGアプリケーションをMITOUJTAGで実現することができます。

任意のICの任意のピンをJTAG経由で自由にリアルタイム操作
バウンダリスキャンによるリアルタイムロジックアナライザ
バウンダリスキャンによるファンクションジェネレータ
XILINX CPLD/FPGAの書き込み
TCP/IPリモートJTAGアクセス
回路の導通試験（半田付け不良検査、接触不良検査など）
ARM/MIPS CPUのデバッグ(※ 開発中)
フラッシュROMの書き込み(※ 開発中)

　USB-JTAGを用いると、これらの先進の機能を、ノートPCで快適に利用することができます。

作り方

１．準備

　まず、NP1003を用意します。

項目	必要スペック
FPGA	XC2S100を推奨。 XC2S30では今後登場するすべてのオプション機能を実現できません。
SDRAM	現在は使用せず。
水晶	50MHz　(周波数が50MHz以外でも動作します)

２．NP1003の改造

　基板の右下にピンヘッダを立てます。6×2のピンヘッダがお勧めです。

　このヘッダは次の図のように使用されます。

　上段の6個のピンは、NP1003のコンフィグROMとFPGAに接続されています。上段のピンを使用すると従来どおりNP1003のROMの書き換え等ができます。

　下段の6個のピンは、デフォルトでは基板上でどこにも接続されていません。ここにFPGAからの配線をつなぐことで、JTAG信号を出力させます。FPGAの出力するJTAG信号は次の表のようになっています。

I/Oの番号	JTAG信号
USER33	TCK
USER34	TDI
USER35	TMS
USER36	TDO

　配線は次の写真のように基板を裏返して行います。

　この配線を図で表すと、次の図のようになります。
基板を裏返した際の一番左端はGNDです。GNDは必ずつないでください。
VCCは、ターゲットボードにJTAGケーブル経由で電源を供給する場合のみ接続してください。通常はターゲットボードはJTAGケーブルに対してVCCを供給してくるので、VCCを接続しないほうがよいでしょう。

　これで基板の改造は終了です。

３．フライング・リード・ワイヤの作成

　フライングリードワイヤを作るため、まずは下の写真のような2.54mmピッチのピンヘッダに差し込めるコネクタを入手します。これは、秋葉原では千石電商などで入手できます。

　1ピンのソケットが6個と、6ピンのソケットが1個必要です。コンタクトは全部で12個必要です。無くなる可能性が高いので少し余分に買っておきましょう。

　ケーブルに仕上げると次の図のようになります。

インストール

　次のファイルをダウンロードします。

NUSB2-02.LZH (MITOUJTAG0.2以降)

　nusb2-02.lzhを展開したら、中に入っているFTDI社のD10504.zipを展開しインストールしてください。
　これは、FT245BMというUSBチップをWindowsに認識させるためのデバイスドライバです。もし、FTDI社のVCP(バーチャルCOMポート)ドライバを既に使用している人は、VCPドライバをアンインストールする必要があります。

　次にNP1003のコンフィグROMをUSB-JTAG用に書き換えます。
　ご使用のFPGAがXC2S100の場合はnusb2main-100.bitを、XC2S30の場合はnusb2main-30.bitコンフィグROMに書き込めばOKです。これで高速USB-JTAGケーブルが使用できるようになります。この書き換えはUSB経由ではできず、パラレルポート経由で実行する必要があります。

　ただし、現在のMITOUJTAGではUSB転送タイミングの最適化が行われていないため、バウンダリスキャンの速度はあまり出ません。