vibed jtagram with script as drop in replacement of serving_ram
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49
rtl/arch/spartan-6/jtag_tap_spartan6.v
Normal file
49
rtl/arch/spartan-6/jtag_tap_spartan6.v
Normal file
@@ -0,0 +1,49 @@
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`default_nettype none
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// Spartan-6 JTAG TAP wrapper with an architecture-neutral interface.
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// Re-implement this module for other FPGA families with the same port list.
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module jtag_tap_spartan6
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#(parameter USER_CHAIN = 1)
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(
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output wire o_drck,
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||||||
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output wire o_capture,
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||||||
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output wire o_shift,
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||||||
|
output wire o_update,
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||||||
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output wire o_reset,
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||||||
|
output wire o_sel,
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||||||
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output wire o_tdi,
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||||||
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input wire i_tdo
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||||||
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);
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||||||
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wire drck1;
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||||||
|
wire drck2;
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||||||
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wire sel1;
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||||||
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wire sel2;
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||||||
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wire tdo1;
|
||||||
|
wire tdo2;
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localparam USE_CHAIN2 = (USER_CHAIN == 2);
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assign o_drck = USE_CHAIN2 ? drck2 : drck1;
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||||||
|
assign o_sel = USE_CHAIN2 ? sel2 : sel1;
|
||||||
|
assign tdo1 = USE_CHAIN2 ? 1'b0 : i_tdo;
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||||||
|
assign tdo2 = USE_CHAIN2 ? i_tdo : 1'b0;
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||||||
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||||||
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BSCAN_SPARTAN6
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#(.JTAG_CHAIN(USER_CHAIN))
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|
bscan_spartan6
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(
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.CAPTURE(o_capture),
|
||||||
|
.DRCK1(drck1),
|
||||||
|
.DRCK2(drck2),
|
||||||
|
.RESET(o_reset),
|
||||||
|
.SEL1(sel1),
|
||||||
|
.SEL2(sel2),
|
||||||
|
.SHIFT(o_shift),
|
||||||
|
.TDI(o_tdi),
|
||||||
|
.UPDATE(o_update),
|
||||||
|
.TDO1(tdo1),
|
||||||
|
.TDO2(tdo2)
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
endmodule
|
||||||
54
rtl/serv/serving_ram_dp.v
Normal file
54
rtl/serv/serving_ram_dp.v
Normal file
@@ -0,0 +1,54 @@
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`default_nettype none
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`include "../util/clog2.vh"
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module serving_ram_dp
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#(// Memory parameters
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parameter depth = 256,
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parameter aw = `CLOG2(depth),
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|
parameter memfile = "",
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|
parameter sim = 1'b0)
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(
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// CPU port (compatible with serving_ram)
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input wire i_clk,
|
||||||
|
input wire [aw-1:0] i_waddr,
|
||||||
|
input wire [7:0] i_wdata,
|
||||||
|
input wire i_wen,
|
||||||
|
input wire [aw-1:0] i_raddr,
|
||||||
|
output reg [7:0] o_rdata,
|
||||||
|
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||||||
|
// Debug/programming port
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||||||
|
input wire i_dbg_clk,
|
||||||
|
input wire [aw-1:0] i_dbg_addr,
|
||||||
|
input wire [7:0] i_dbg_wdata,
|
||||||
|
input wire i_dbg_wen,
|
||||||
|
output wire [7:0] o_dbg_rdata
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
reg [7:0] mem [0:depth-1] /* verilator public */;
|
||||||
|
|
||||||
|
always @(posedge i_clk) begin
|
||||||
|
if (i_wen)
|
||||||
|
mem[i_waddr] <= i_wdata;
|
||||||
|
o_rdata <= mem[i_raddr];
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
always @(posedge i_dbg_clk) begin
|
||||||
|
if (i_dbg_wen)
|
||||||
|
mem[i_dbg_addr] <= i_dbg_wdata;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
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||||||
|
// Asynchronous debug read simplifies JTAG readback logic.
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assign o_dbg_rdata = mem[i_dbg_addr];
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integer i;
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||||||
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initial begin
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|
if (sim == 1'b1) begin
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for (i = 0; i < depth; i = i + 1)
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||||||
|
mem[i] = 8'h00;
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||||||
|
end
|
||||||
|
if (|memfile) begin
|
||||||
|
$display("Preloading %m from %s", memfile);
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||||||
|
$readmemh(memfile, mem);
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
endmodule
|
||||||
65
rtl/serv/serving_ram_jtag.v
Normal file
65
rtl/serv/serving_ram_jtag.v
Normal file
@@ -0,0 +1,65 @@
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|
`default_nettype none
|
||||||
|
`include "../util/clog2.vh"
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|
// Drop-in serving RAM variant with USER JTAG programming access.
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module serving_ram_jtag
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#(
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||||||
|
parameter depth = 256,
|
||||||
|
parameter aw = `CLOG2(depth),
|
||||||
|
parameter memfile = "",
|
||||||
|
parameter sim = 1'b0,
|
||||||
|
parameter USER_CHAIN = 1
|
||||||
|
)
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||||||
|
(
|
||||||
|
input wire i_clk,
|
||||||
|
input wire [aw-1:0] i_waddr,
|
||||||
|
input wire [7:0] i_wdata,
|
||||||
|
input wire i_wen,
|
||||||
|
input wire [aw-1:0] i_raddr,
|
||||||
|
output wire [7:0] o_rdata
|
||||||
|
);
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||||||
|
|
||||||
|
wire dbg_clk;
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||||||
|
wire [aw-1:0] dbg_addr;
|
||||||
|
wire [7:0] dbg_wdata;
|
||||||
|
wire dbg_wen;
|
||||||
|
wire [7:0] dbg_rdata;
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||||||
|
|
||||||
|
serving_ram_dp
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||||||
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#(
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||||||
|
.depth(depth),
|
||||||
|
.aw(aw),
|
||||||
|
.memfile(memfile),
|
||||||
|
.sim(sim)
|
||||||
|
)
|
||||||
|
i_serving_ram_dp
|
||||||
|
(
|
||||||
|
.i_clk(i_clk),
|
||||||
|
.i_waddr(i_waddr),
|
||||||
|
.i_wdata(i_wdata),
|
||||||
|
.i_wen(i_wen),
|
||||||
|
.i_raddr(i_raddr),
|
||||||
|
.o_rdata(o_rdata),
|
||||||
|
.i_dbg_clk(dbg_clk),
|
||||||
|
.i_dbg_addr(dbg_addr),
|
||||||
|
.i_dbg_wdata(dbg_wdata),
|
||||||
|
.i_dbg_wen(dbg_wen),
|
||||||
|
.o_dbg_rdata(dbg_rdata)
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
serving_ram_jtag_bridge
|
||||||
|
#(
|
||||||
|
.depth(depth),
|
||||||
|
.aw(aw),
|
||||||
|
.USER_CHAIN(USER_CHAIN)
|
||||||
|
)
|
||||||
|
i_serving_ram_jtag_bridge
|
||||||
|
(
|
||||||
|
.o_ram_clk(dbg_clk),
|
||||||
|
.o_ram_addr(dbg_addr),
|
||||||
|
.o_ram_wdata(dbg_wdata),
|
||||||
|
.o_ram_wen(dbg_wen),
|
||||||
|
.i_ram_rdata(dbg_rdata)
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
endmodule
|
||||||
107
rtl/serv/serving_ram_jtag_bridge.v
Normal file
107
rtl/serv/serving_ram_jtag_bridge.v
Normal file
@@ -0,0 +1,107 @@
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|||||||
|
`default_nettype none
|
||||||
|
`include "../util/clog2.vh"
|
||||||
|
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// Simple USER JTAG data-register protocol (LSB-first):
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|
// bit[0] : write_enable (1=write, 0=read/select)
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||||||
|
// bit[32:1] : 32-bit address
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||||||
|
// bit[40:33] : write data
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||||||
|
//
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||||||
|
// On UPDATE:
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||||||
|
// - write command: writes byte to RAM
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||||||
|
// - read command : updates current read address for next CAPTURE/SHIFT readback
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||||||
|
// - RAM uses the lower aw address bits from the 32-bit protocol address
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||||||
|
//
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||||||
|
// On CAPTURE, readback register loads:
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||||||
|
// bit[0] : valid (always 1)
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||||||
|
// bit[8:1] : read data at current read address
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||||||
|
// remaining bits : zero
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||||||
|
module serving_ram_jtag_bridge
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||||||
|
#(
|
||||||
|
parameter depth = 256,
|
||||||
|
parameter aw = `CLOG2(depth),
|
||||||
|
parameter USER_CHAIN = 1
|
||||||
|
)
|
||||||
|
(
|
||||||
|
output wire o_ram_clk,
|
||||||
|
output wire [aw-1:0] o_ram_addr,
|
||||||
|
output wire [7:0] o_ram_wdata,
|
||||||
|
output wire o_ram_wen,
|
||||||
|
input wire [7:0] i_ram_rdata
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
localparam integer JTAG_AW = 32;
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||||||
|
localparam integer FRAME_W = 1 + JTAG_AW + 8;
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||||||
|
localparam integer PAD_W = FRAME_W - 9;
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||||||
|
|
||||||
|
wire tap_drck;
|
||||||
|
wire tap_shift;
|
||||||
|
wire tap_update;
|
||||||
|
wire tap_reset;
|
||||||
|
wire tap_sel;
|
||||||
|
wire tap_tdi;
|
||||||
|
wire tap_tdo;
|
||||||
|
|
||||||
|
reg [FRAME_W-1:0] shift_in;
|
||||||
|
reg [FRAME_W-1:0] shift_out;
|
||||||
|
reg [aw-1:0] read_addr;
|
||||||
|
reg shift_active_d;
|
||||||
|
|
||||||
|
wire cmd_write;
|
||||||
|
wire [JTAG_AW-1:0] cmd_addr;
|
||||||
|
wire [aw-1:0] cmd_addr_ram;
|
||||||
|
wire [7:0] cmd_wdata;
|
||||||
|
|
||||||
|
assign cmd_write = shift_in[0];
|
||||||
|
assign cmd_addr = shift_in[JTAG_AW:1];
|
||||||
|
assign cmd_wdata = shift_in[JTAG_AW+8:JTAG_AW+1];
|
||||||
|
assign cmd_addr_ram = cmd_addr[aw-1:0];
|
||||||
|
|
||||||
|
// Update command shift register and shift response out on DRCK.
|
||||||
|
// Readback data is loaded on the first shift pulse of a DR scan.
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||||||
|
always @(posedge tap_drck or posedge tap_reset) begin
|
||||||
|
if (tap_reset) begin
|
||||||
|
shift_in <= {FRAME_W{1'b0}};
|
||||||
|
shift_out <= {FRAME_W{1'b0}};
|
||||||
|
shift_active_d <= 1'b0;
|
||||||
|
end else if (tap_sel && tap_shift) begin
|
||||||
|
if (!shift_active_d)
|
||||||
|
shift_out <= {{PAD_W{1'b0}}, i_ram_rdata, 1'b1};
|
||||||
|
else
|
||||||
|
shift_out <= {1'b0, shift_out[FRAME_W-1:1]};
|
||||||
|
shift_in <= {tap_tdi, shift_in[FRAME_W-1:1]};
|
||||||
|
shift_active_d <= 1'b1;
|
||||||
|
end else begin
|
||||||
|
shift_active_d <= 1'b0;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
// Read command selects the address for the next capture.
|
||||||
|
always @(posedge tap_update or posedge tap_reset) begin
|
||||||
|
if (tap_reset)
|
||||||
|
read_addr <= {aw{1'b0}};
|
||||||
|
else if (tap_sel && !cmd_write)
|
||||||
|
read_addr <= cmd_addr_ram;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
assign o_ram_clk = tap_update;
|
||||||
|
assign o_ram_wen = tap_update & tap_sel & cmd_write;
|
||||||
|
assign o_ram_wdata = cmd_wdata;
|
||||||
|
assign o_ram_addr = tap_update ? cmd_addr_ram : read_addr;
|
||||||
|
|
||||||
|
assign tap_tdo = shift_out[0];
|
||||||
|
|
||||||
|
jtag_tap_spartan6
|
||||||
|
#(.USER_CHAIN(USER_CHAIN))
|
||||||
|
i_jtag_tap
|
||||||
|
(
|
||||||
|
.o_drck(tap_drck),
|
||||||
|
.o_capture(),
|
||||||
|
.o_shift(tap_shift),
|
||||||
|
.o_update(tap_update),
|
||||||
|
.o_reset(tap_reset),
|
||||||
|
.o_sel(tap_sel),
|
||||||
|
.o_tdi(tap_tdi),
|
||||||
|
.i_tdo(tap_tdo)
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
endmodule
|
||||||
196
scripts/jtag_write_ram.py
Executable file
196
scripts/jtag_write_ram.py
Executable file
@@ -0,0 +1,196 @@
|
|||||||
|
#!/usr/bin/env python3
|
||||||
|
"""Write a file into serving_ram_jtag over Spartan-6 USER JTAG via OpenOCD.
|
||||||
|
|
||||||
|
This script targets the protocol implemented by rtl/serv/serving_ram_jtag_bridge.v:
|
||||||
|
frame bit[0] = write_enable
|
||||||
|
frame bit[32:1] = 32-bit address
|
||||||
|
frame bit[40:33] = data byte
|
||||||
|
|
||||||
|
Notes:
|
||||||
|
- Frame is shifted LSB-first (OpenOCD drscan integer value format matches this).
|
||||||
|
- USER1/USER2 opcode selection is Spartan-6 specific (IR opcodes 0x02/0x03, IR length 6).
|
||||||
|
"""
|
||||||
|
|
||||||
|
from __future__ import annotations
|
||||||
|
|
||||||
|
import argparse
|
||||||
|
import pathlib
|
||||||
|
import re
|
||||||
|
import subprocess
|
||||||
|
import sys
|
||||||
|
import tempfile
|
||||||
|
from typing import Dict, List, Tuple
|
||||||
|
|
||||||
|
JTAG_ADDR_W = 32
|
||||||
|
JTAG_FRAME_W = 1 + JTAG_ADDR_W + 8
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
def parse_args() -> argparse.Namespace:
|
||||||
|
p = argparse.ArgumentParser(description="Write file to serving RAM over JTAG")
|
||||||
|
p.add_argument("input", help="Input file (.bin or readmemh-style .hex/.mem)")
|
||||||
|
p.add_argument(
|
||||||
|
"--ram-addr-width",
|
||||||
|
"--addr-width",
|
||||||
|
dest="ram_addr_width",
|
||||||
|
type=int,
|
||||||
|
default=8,
|
||||||
|
help="RAM address width (aw) in HDL, default: 8",
|
||||||
|
)
|
||||||
|
p.add_argument("--base-addr", type=lambda x: int(x, 0), default=0, help="Base address for .bin input")
|
||||||
|
p.add_argument("--tap", default="xc6s.tap", help="OpenOCD tap name (default: xc6s.tap)")
|
||||||
|
p.add_argument(
|
||||||
|
"--user-chain",
|
||||||
|
type=int,
|
||||||
|
choices=[1, 2],
|
||||||
|
default=1,
|
||||||
|
help="BSCAN user chain used in HDL (default: 1)",
|
||||||
|
)
|
||||||
|
p.add_argument("--openocd-cfg", action="append", default=[], help="OpenOCD -f config file (repeatable)")
|
||||||
|
p.add_argument("--openocd-cmd", action="append", default=[], help="Extra OpenOCD -c command before programming")
|
||||||
|
p.add_argument("--limit", type=int, default=None, help="Write only first N bytes")
|
||||||
|
p.add_argument("--dry-run", action="store_true", help="Generate and print TCL only")
|
||||||
|
return p.parse_args()
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
def _strip_line_comments(line: str) -> str:
|
||||||
|
return line.split("//", 1)[0]
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
def parse_readmemh_text(path: pathlib.Path) -> Dict[int, int]:
|
||||||
|
"""Parse a simple readmemh-style file with optional @address directives."""
|
||||||
|
text = path.read_text(encoding="utf-8")
|
||||||
|
words: Dict[int, int] = {}
|
||||||
|
addr = 0
|
||||||
|
|
||||||
|
for raw_line in text.splitlines():
|
||||||
|
line = _strip_line_comments(raw_line).strip()
|
||||||
|
if not line:
|
||||||
|
continue
|
||||||
|
for tok in line.split():
|
||||||
|
tok = tok.strip()
|
||||||
|
if not tok:
|
||||||
|
continue
|
||||||
|
if tok.startswith("@"):
|
||||||
|
addr = int(tok[1:], 16)
|
||||||
|
continue
|
||||||
|
if not re.fullmatch(r"[0-9a-fA-F]+", tok):
|
||||||
|
raise ValueError(f"Unsupported token '{tok}' in {path}")
|
||||||
|
val = int(tok, 16)
|
||||||
|
if val < 0 or val > 0xFF:
|
||||||
|
raise ValueError(f"Byte value out of range at address 0x{addr:x}: {tok}")
|
||||||
|
words[addr] = val
|
||||||
|
addr += 1
|
||||||
|
|
||||||
|
return words
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
def load_image(path: pathlib.Path, base_addr: int) -> List[Tuple[int, int]]:
|
||||||
|
suffix = path.suffix.lower()
|
||||||
|
if suffix == ".bin":
|
||||||
|
blob = path.read_bytes()
|
||||||
|
return [(base_addr + i, b) for i, b in enumerate(blob)]
|
||||||
|
if suffix in {".hex", ".mem", ".vmem"}:
|
||||||
|
words = parse_readmemh_text(path)
|
||||||
|
return sorted(words.items())
|
||||||
|
raise ValueError("Unsupported input format. Use .bin, .hex, .mem, or .vmem")
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
def build_write_frame(addr: int, data: int) -> int:
|
||||||
|
return (data << (JTAG_ADDR_W + 1)) | ((addr & ((1 << JTAG_ADDR_W) - 1)) << 1) | 0x1
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
def build_openocd_tcl(entries: List[Tuple[int, int]], tap: str, user_chain: int, pre_cmds: List[str]) -> str:
|
||||||
|
ir_opcode = 0x02 if user_chain == 1 else 0x03
|
||||||
|
|
||||||
|
lines: List[str] = []
|
||||||
|
lines.append("init")
|
||||||
|
for cmd in pre_cmds:
|
||||||
|
lines.append(cmd)
|
||||||
|
lines.append(f"irscan {tap} 0x{ir_opcode:x} -endstate IDLE")
|
||||||
|
|
||||||
|
for addr, data in entries:
|
||||||
|
frame = build_write_frame(addr, data)
|
||||||
|
lines.append(f"drscan {tap} {JTAG_FRAME_W} 0x{frame:x} -endstate IDLE")
|
||||||
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lines.append("shutdown")
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lines.append("")
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return "\n".join(lines)
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def run_openocd(cfg_files: List[str], script_path: pathlib.Path) -> int:
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cmd = ["openocd"]
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for cfg in cfg_files:
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cmd += ["-f", cfg]
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cmd += ["-f", str(script_path)]
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proc = subprocess.run(cmd)
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return proc.returncode
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def main() -> int:
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args = parse_args()
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in_path = pathlib.Path(args.input)
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if not in_path.exists():
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print(f"error: input file not found: {in_path}", file=sys.stderr)
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return 2
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entries = load_image(in_path, args.base_addr)
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if args.limit is not None:
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entries = entries[: args.limit]
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if not entries:
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print("error: no bytes found to write", file=sys.stderr)
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return 2
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if args.ram_addr_width < 1 or args.ram_addr_width > JTAG_ADDR_W:
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print(
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f"error: --ram-addr-width must be in [1, {JTAG_ADDR_W}] for this protocol",
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file=sys.stderr,
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)
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return 2
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max_jtag_addr = (1 << JTAG_ADDR_W) - 1
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max_addr = (1 << args.ram_addr_width) - 1
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for addr, _ in entries:
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if addr < 0 or addr > max_jtag_addr:
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||||||
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print(
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f"error: address 0x{addr:x} exceeds 32-bit protocol range (max 0x{max_jtag_addr:x})",
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file=sys.stderr,
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||||||
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)
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return 2
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if addr > max_addr:
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||||||
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print(
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f"error: address 0x{addr:x} exceeds RAM addr width {args.ram_addr_width} (max 0x{max_addr:x})",
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||||||
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file=sys.stderr,
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||||||
|
)
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return 2
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tcl = build_openocd_tcl(entries, args.tap, args.user_chain, args.openocd_cmd)
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if args.dry_run:
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print(tcl, end="")
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print(f"# bytes: {len(entries)}", file=sys.stderr)
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return 0
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if not args.openocd_cfg:
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print("error: provide at least one --openocd-cfg unless using --dry-run", file=sys.stderr)
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return 2
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with tempfile.NamedTemporaryFile("w", suffix=".tcl", delete=False) as tf:
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tf.write(tcl)
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tcl_path = pathlib.Path(tf.name)
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print(f"Programming {len(entries)} bytes via JTAG...")
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rc = run_openocd(args.openocd_cfg, tcl_path)
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if rc != 0:
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print(f"error: openocd failed with exit code {rc}", file=sys.stderr)
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print(f"TCL kept at: {tcl_path}", file=sys.stderr)
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return rc
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print("Done.")
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return 0
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if __name__ == "__main__":
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raise SystemExit(main())
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