Update FPGA and Vivado skills

2026-07-14 18:18:17 +08:00
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commit bceafcd58c
14 changed files with 1707 additions and 14 deletions
@@ -0,0 +1,77 @@
+# Flash 布局与 QuickBoot 兜底
+
+板上 flash：Winbond **w25q128bv**，128 Mbit = 16 MB，SPIx1，**24-bit 地址**，64 KB sector / 4 KB subsector。
+
+## 三个地址，一个都不能记错
+
+来自 `my_exciter.srcs/sources_1/quickboot/SpiFlashProgrammer.vhd`（**RU_golden 和 my_exciter 引用的是同一份文件**，
+见 `RU_golden.xpr` 里的 `$PPRDIR/../my_exciter/.../SpiFlashProgrammer.vhd`，所以两个工程的常数天然一致）：
+
+```vhdl
+cAddrUpdateStart     = X"00400000"   -- update 镜像起点
+cAddrUpdateEnd       = X"00C00000"   -- update 镜像终点+1  →  槽宽 8 MB
+cAddrSwitchWordN25Q  = X"00000FFC"   -- 切换字
+cAddrWidth           = 24            -- 和 w25q128bv 匹配
+```
+
+flash 实际布局（从 `golden_design_initial.mcs` 解码得到，不是推测）：
+
+```
+0x000000..0x000FFB  FF FF ...                  空
+0x000FFC            00 99 55 66                切换字（AA 被写成 00 = 无效）
+0x001000            20000000                   NOOP
+                    30020001 00400000          写 WBSTAR = 0x400000
+                    30008001 0000000F          写 CMD = IPROG   → 跳到 update 镜像
+0x001050            AA995566                   golden bitstream 自己的同步字
+        ..0x3FFFFF  golden bitstream（RU_golden_top.bit，3.4 MB）
+0x400000..0xBFFFFF  update 镜像（8 MB，日常远程升级写这里）
+0xC00000..0xFFFFFF  未用
+```
+
+**兜底机制**：上电时 FPGA 从地址 0 扫描同步字。
+- 切换字 = `AA995566` → 在 0xFFC 同步 → 执行 0x1000 处的 IPROG → 加载 update 镜像。
+- 切换字 ≠ `AA995566`（擦除后是 `FFFFFFFF`）→ 0xFFC 不同步 → 继续扫 → 在 0x1050 撞上 golden 的同步字 → **加载 golden**。
+
+远程升级一开始就把切换字所在的 subsector 擦掉（`sProgrammerEraseSwitchWord`，SSE 命令，
+擦 `0x000000..0x000FFF`），写完校验通过后再把切换字写回去。所以**升级中途断电只会退回 golden，不会变砖**。
+
+> subsector 是 4 KB，擦 0xFFC 只波及 `0x000000..0x000FFF`。IPROG 头在 `0x001000`，属于下一个
+> subsector，**不会被擦到**。golden 是安全的 —— 如果怀疑"升级把 golden 弄坏了"，可以排除这条。
+
+## 为什么 `-imagesize 64`
+
+perl 脚本的模型是"golden 和 update 一样大、update 紧跟 golden"：
+`imageSizeBytes = imagesize(Mbit) × 131072`，`updateStartAddr = imageSizeBytes`。
+
+- **golden**（`MakeSpiFlashProgrammerOnlyInitMcs.pl -imagesize 32`）→ 4 MB → IPROG 里的
+  WBSTAR = `0x400000`，和 `cAddrUpdateStart` 对上。日志见 `RU_golden/bitstream/gen_initial.log`。
+- **update**（`MakeSpiFlashProgrammerMcsFiles_backup.pl -imagesize 64`）→ 8 MB → 负载
+  `pad(bitstream, 0x7FFFFC) + crc32` 正好 8 MB，和槽宽 `0xC00000-0x400000` 对上。
+
+两个 imagesize 不一样是**故意的**（VHDL 注释里的 "Plan B: golden enlarged to 4MB"），别去"统一"它们。
+
+`_update.mcs` 里的 Intel-HEX 地址写的是 `0x800000`，看起来和 `cAddrUpdateStart=0x400000` 矛盾 ——
+**它不矛盾，因为地址被忽略**。imx6 的 `recv_upgrade_data_parse()` 只从 `:10xxxx00<32 hex>` 记录里抠出
+16 个数据字节，扩展线性地址记录 `:02000004` 直接当"中间控制字段"丢掉。FPGA 从 `cAddrUpdateStart`
+顺序写。所以对远程升级而言，`_update.mcs` 只有**负载长度**和**CRC**是有意义的。
+
+校验 `_update.mcs` 的起始地址是 `0x800000`，本质上是在校验"这个文件是用 `-imagesize 64` 生成的"。
+
+## 两条烧写路径，别搞混
+
+| | JTAG 直烧 | 网络远程升级 |
+|---|---|---|
+| 文件 | `RU_golden/bitstream/golden_design_initial.mcs` | `bitstream/<tag>_update.mcs` |
+| 工具 | `/fpga_flash` skill（flash 型号 `w25q128bv`） | `scripts/fpga_ru.py` |
+| 写到 | `0x000000..0x3FFFFF` | `0x400000..0xBFFFFF` |
+| 何时用 | 首次装机、板子变砖、换打底镜像 | 日常迭代 |
+
+`_update.mcs` **不能**拿去 JTAG 烧写：它只是 8 MB 裸数据 + CRC，没有 bitstream 头。
+反过来 `_initial.mcs` 也不能拿去远程升级。
+
+严守上电时序：断电 → 断 USB-Blast → 上电 → 连 USB-Blast → 烧写 → 断电 → 断 USB-Blast → 上电 → 连 USB-Blast。
+
+## 调试期的第三条路
+
+`program_device` 直接把 `.bit` 下到 FPGA，掉电即失，不碰 flash，配 `.ltx` 还能抓 ILA。
+迭代验证用它最快，功能确认后再走远程升级固化。固化用的 bit 要**去掉 ILA 重新实现**。