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楼主 #1 2020-10-23 14:53:35

Blueskull
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CH552通用JTAG适配器

如题,最近写了个基于CH552的通用JTAG适配器。用法如下:

向EP1写入0x00+一个字节:控制电源、FPGA复位等,具体逻辑参见jtag.c的jtag_power()实现。其中0x04位控制JTAG模式还是SPI模式。
向EP1写入0x01+字节数+比特数+0x00+tms序列数组(以字节为单位,lsb先出)+tdi序列数组(同上):输出一个JTAG序列,最多30字节。
向EP1写入0x02+数据:输出一个SPI序列,复用JTAG引脚,最多63字节。
从EP1读取数据:读取JTAG写入时TDO采样得到的数据,字节序和TMS、TDI相同。

支持WCID,可以免驱(但是WinUSB貌似不被PyUSB支持,所以我手工安装了libusb-win32)。
下位机只负责输入输出JTAG序列,具体高层逻辑(TAP状态改变、读写、复位等)完全依赖上位机。

附送Python程序用于加载高云FPGA的比特流。实测GW1NR-LV9可用。

https://github.com/blueskull/CH552-JTAG

最近编辑记录 Blueskull (2020-10-23 15:17:04)

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#2 2020-10-23 15:22:19

xiaohui
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Re: CH552通用JTAG适配器

大神厉害,迟些帮大佬验证下gw2ar是否可以用。

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楼主 #3 2020-10-23 18:00:07

Blueskull
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Re: CH552通用JTAG适配器

代码仓库更新,新版本支持5倍的下载速度,达到160kBps(1.28Mbps)。等有时间把USB双缓冲搞了,应该能更快。

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#4 2020-10-24 01:26:02

metro
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Re: CH552通用JTAG适配器

不错,这个应该是类似于FTDI的MPSSE的思路吧?做得好的话可以实现SWD等协议的模拟。

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#5 2020-10-24 08:17:10

shawn.d
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Re: CH552通用JTAG适配器

厉害!

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#6 2020-10-24 10:24:39

ljbfly
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Re: CH552通用JTAG适配器

优秀

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楼主 #7 2020-10-24 11:03:40

Blueskull
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Re: CH552通用JTAG适配器

metro 说:

不错,这个应该是类似于FTDI的MPSSE的思路吧?做得好的话可以实现SWD等协议的模拟。

SWD没有研究过。这个就是bit shifter,具体每个bit啥意义他不管,他只负责把收到的byte拆成bit然后shift出去,然后shift进来另一路数据。

具体的bit定义和再高一层的协议是上位机的事情。就是MPSSE。

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#8 2020-10-26 10:19:06

iamseer
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Re: CH552通用JTAG适配器

请问这个能连接openocd吗?

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楼主 #9 2020-10-26 11:26:59

Blueskull
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Re: CH552通用JTAG适配器

iamseer 说:

请问这个能连接openocd吗?

不能,没做OCD的接口库

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楼主 #10 2020-11-16 11:25:36

Blueskull
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Re: CH552通用JTAG适配器

挖个坟,代码重构了,C代码文件合并了,函数解耦了,Python代码合并了,模块化了,新增参数解析器。增加了韩同学的CH552 ISP程序。
GitHub链接不变。

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#11 2020-11-26 16:43:43

wm20031015
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Re: CH552通用JTAG适配器

这个要能挂openocd就强大了

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#12 2021-05-26 16:09:29

blade_cheng
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Re: CH552通用JTAG适配器

这个能用来配置A家和X家的片子吗

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楼主 #13 2021-05-27 10:35:27

Blueskull
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Re: CH552通用JTAG适配器

blade_cheng 说:

这个能用来配置A家和X家的片子吗

硬件能,但是上位机软件我没做。AXL都有公开的配置JTAG指令文档,自己可以去看,然后基于我的Python脚本去改。
另外,X/L家的官方下载器就是FT2232H做的,有大神写的CH552模拟FT2232H,但是只能跑2.5Mbps。具体自己GitHub找。
A家不支持FT2232H,A家官方下载器是基于68013和CPLD的。CH552可以从零开始按照文档写,但是不能直接模拟FT2232H偷懒。
换句话说,X/L可以靠模拟FT2232H实现调试和在线仿真,A家只能下载,而且得自己写上位机。

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#14 2021-05-28 11:30:03

wxws
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楼主 #15 2021-05-28 11:56:00

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Re: CH552通用JTAG适配器

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#16 2021-05-30 17:11:53

metro
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Re: CH552通用JTAG适配器

@Blueskull

Quartus默认不支持FTDI的芯片,不过我在网上看到一个号称可以通过替换dll支持的方法,链接如下:https://mil.ufl.edu/3701/docs/quartus/quartus18.1_installation.pdf
手头没有Altera的FPGA板子(严格来说有但是板载了下载器233)所以没法测试,可以试一下好不好用。

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楼主 #17 2021-09-23 00:43:30

Blueskull
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Re: CH552通用JTAG适配器

双缓冲做完了,速度在我目前的电脑上从1.24Mbps提升到了1.47Mbps,逻辑分析仪显示数据之间不再有延迟。

进一步地,SPI读写部分做了条件性循环展开,速度进一步提升到1.64Mbps。

同时,单片机代码基本上完全重构了,上位机程序和协议也完全重构了。

接下来有可能的优化路线是手写汇编处理xdata数据,避免频繁装载DPH/DPL,并利用DPTR自增功能。

这个等我有心情再搞吧,目前我想实现的都实现了。

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#18 2021-09-23 04:17:22

david
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Re: CH552通用JTAG适配器

这单片机频率有的超么 还是跟usb绑定的

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楼主 #19 2021-09-23 10:57:14

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Re: CH552通用JTAG适配器

david 说:

这单片机频率有的超么 还是跟usb绑定的


速度是受CPU限制的。这个单片机不支持DMA到其他外设,只有USB能DMA。所以USB DMA进来的数据需要使用CPU拷贝到SPI里面,这个是最浪费时间的部分。

因为8051只能寻址256字节idata内存,额外的数据(USB buffer)要放到xdata内存里面,因此需要DPTR操作,这个最费时间。

一个连续地址DPTR操作需要完成五件事,写入DPH,写入DPL,读取数据到ACC,从ACC读取数据到实际目的地,自增DPL。

因为我用的免费编译器SDCC优化不是特别好,我怀疑它没有对这部分进行优化。

如果手写汇编或者使用商业编译器,只要我的数据在一个256字节的页里面,DPH只要写一次,不需要每次都写。

同理,CH552支持DPL自增,每次读取他会自动加一,因此DPL也不用每次读取都自增然后写入。这三个指令优化掉了应该会再快一点。

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#20 2021-09-23 15:03:36

david
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Re: CH552通用JTAG适配器

Ch552的spi好像有fifo吧 spi移位的时间里不够从usb buffer转数据吗 另外 如果把spi短路掉 usb那边数据速度测试能到多少

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楼主 #21 2021-09-23 17:14:10

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Re: CH552通用JTAG适配器

继续优化,所有xdata指针都显式声明为xdata,这样减少了generic pointer的开销。

其次,对最关键的spi_write和spi_write_read函数,xdata操作部分改为汇编操作,并利用了CH552的DPTR自增以及双DPTR能力。

现在跑到了3.21Mbps,和最初的1.28Mbps相比是之前的2.5倍。

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楼主 #22 2021-09-23 17:17:01

Blueskull
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Re: CH552通用JTAG适配器

david 说:

Ch552的spi好像有fifo吧 spi移位的时间里不够从usb buffer转数据吗 另外 如果把spi短路掉 usb那边数据速度测试能到多少

一字节FIFO,就是移位寄存器。纯USB跑到5M+没问题。

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楼主 #23 2021-09-23 18:40:13

Blueskull
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Re: CH552通用JTAG适配器

接着搞,现在优化了一下数据读写顺序,在SPI传输的时候读取下一字节,实现操作重合,现在带宽跑到了3.45Mbps,初代的2.7倍。

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#24 2021-09-24 04:33:27

david
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Re: CH552通用JTAG适配器

Spi能跑12M吧usb不也是12M能否将usb直接dma给spi

最近编辑记录 david (2021-09-24 04:33:58)

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楼主 #25 2021-09-24 09:30:59

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Re: CH552通用JTAG适配器

david 说:

Spi能跑12M吧usb不也是12M能否将usb直接dma给spi

跑不了。SPI最高能跑CPU频率/2,在3.3V下CH552最高能跑16MHz,所以SPI最高能跑8Mbps。

CPU频率设高了则上电一秒内死机,SPI分频设为1则MOSI正常,但是SCK不输出。

另外,USB不能DMA到SPI,也不能DMA到data或者idata。USB的DMA是硬连线到xdata的。

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楼主 #26 2021-09-24 16:29:13

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Re: CH552通用JTAG适配器

继续提速,把轮询SPI状态改成固定nop延时,现在跑到了4.08Mbps。收工不干啦!

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#27 2021-09-25 02:57:34

david
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Re: CH552通用JTAG适配器

手册不是说能跑到24mhz吗

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#28 2021-09-25 03:00:40

david
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Re: CH552通用JTAG适配器

Blueskull 说:

继续提速,把轮询SPI状态改成固定nop延时,现在跑到了4.08Mbps。收工不干啦!

能否将spi设在4mhz 用nop调延时让实际速率略低于4mhz 这样输出时钟比较均匀 更利于连长线

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楼主 #29 2021-09-25 11:51:23

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Re: CH552通用JTAG适配器

david 说:

手册不是说能跑到24mhz吗

5V下可以,3.3V只能16MHz。

david 说:

能否将spi设在4mhz 用nop调延时让实际速率略低于4mhz 这样输出时钟比较均匀 更利于连长线

可以。这个取决于用户需求。我的nop是宏定义的,要几个给几个。SPI降频,nop数跟着降就好了。

我现在没有做环形缓冲,也没有做USB分包,现在是一个USB数据包是一条指令,如果作了分包,就可以高效地发超长或者超短包了。到时候USB利用率还能提升。另外,我现在指令数据没有分离,所以协议需要解析才能发送。以后开个新的端点,只负责SPI数据,带宽还能提升。

但是我不想搞了,等什么时候速度不够了我再弄吧。

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#30 2021-09-25 16:07:13

david
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Re: CH552通用JTAG适配器

那个不正好可以在5v下跑 接口加转换芯片 想跑几伏都可以

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楼主 #31 2021-09-25 18:55:35

Blueskull
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Re: CH552通用JTAG适配器

david 说:

那个不正好可以在5v下跑 接口加转换芯片 想跑几伏都可以

这个芯片使用在一个非常迷你的板子上面的,没有空间加额外的芯片了。

https://whycan.com/t_7081.html

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