如何不用olimex ARM-USB-TINY-H debugger实现调试？

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针对你的情况（使用Nexys4 DDR开发板调试蜂鸟E200，且无专用调试器），以下是完整的解决方案：

核心思路：使用板载JTAG + UART组合调试

Nexys4 DDR板载Digilent USB-JTAG和USB-UART芯片，无需外部调试器即可实现基础调试。

步骤1：正确修改约束文件（XDC）

关键问题解决：

1. 
   

   引脚差异处理：

   
   
   
   
   • 不要直接复制Artix-35T的约束文件，需使用Nexys4 DDR官方约束文件作为基础
   
   
   • 下载官方约束文件：Nexys4 DDR Master XDC
   
   
   • 
     

     将蜂鸟E200的端口名映射到Nexys4 DDR对应引脚，例如：

     
     

     ## 时钟 (100MHz)
     
     set_property -dict { PACKAGE_PIN E3    IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports clk]; 
     
     
     
     ## 复位 (CPU reset button)
     
     set_property -dict { PACKAGE_PIN C12   IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports rst_n]; 
     
     
     
     ## UART (通过USB-UART桥接)
     
     set_property -dict { PACKAGE_PIN C4    IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports uart_txd]; 
     
     set_property -dict { PACKAGE_PIN D4    IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports uart_rxd];
     
     
     
     ## 调试用LED（可选）
     
     set_property -dict { PACKAGE_PIN H17   IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports {debug_led[0]}];

     
     
   
   
   
   


2. 
   

   ChipKit引脚处理：

   
   
   
   
   • Nexys4 DDR的ChipKit接口与Arty不同，若设计未使用这些引脚，直接删除相关约束
   
   
   • 若必须使用，参考Nexys4 DDR参考手册重新映射：
     

     ## 示例：映射GPIO到PMOD JA
     
     set_property -dict { PACKAGE_PIN J15   IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports {gpio[0]}];
     
     set_property -dict { PACKAGE_PIN L16   IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports {gpio[1]}];

   
   
   
   

步骤2：调试方案（无专用调试器）

方案A：UART打印诊断信息（推荐）

1. 
   

   修改RTL连接：

   
   
   
   
   • 确保蜂鸟E200的UART模块连接到FPGA引脚（如上约束）
   
   
   • 在SoC顶层添加UART loopback测试逻辑（可选）
   
   
   
   


2. 
   

   软件层修改：

   
   

   // 在SDK或裸机代码中重写_write()函数
   
   void _write(int fd, char *buf, int size) {
   
    for(int i=0; i
      while(!(UART0->STATUS & TX_READY)); // 等待发送就绪
   
      UART0->TXDATA = buf[i];
   
    }
   
   }
   
   
   
   // 主函数中输出调试信息
   
   printf("CPU Booted! Clock freq: %d Hzn", SYSTEM_CLK_FREQ);

   
   


3. 
   

   PC端查看输出：

   
   
   
   
   • 用USB线连接板载USB-UART端口
   
   
   • 使用串口终端（波特率115200）：
     

     sudo screen /dev/ttyUSB1 115200

   
   
   
   

方案B：JTAG + ILA逻辑分析仪

1. 
   

   插入ILA核：

   
   

   # 在Vivado Tcl控制台
   
   create_debug_core u_ila_0 ila
   
   set_property ALL_PROBE_SAME_MU true [get_debug_cores u_ila_0]
   
   set_property C_DATA_DEPTH 1024 [get_debug_cores u_ila_0]
   
   # 添加监控信号（示例）
   
   set_property port_width 32 [get_debug_ports u_ila_0/probe0]
   
   connect_debug_port u_ila_0/probe0 [get_nets {core/pc[31:0]}]

   
   


2. 
   

   触发设置：

   
   
   
   
   • 设置PC值触发条件（如0x80000000）
   
   
   • 通过Vivado Hardware Manager捕获波形
   
   
   
   

方案C：LED指示灯调试

// 在RTL中添加状态指示

assign led = { 

  cpu_running, 

  mem_access_fault, 

  illegal_instruction, 

  5'b0 

};

步骤3：关键验证点

1. 
   

   时钟和复位：

   
   
   
   
   • 确保时钟约束正确（100MHz输入，生成各时钟域）
     

     create_clock -period 10.000 [get_ports clk]

   
   
   
   


2. 
   

   DDR3兼容性（若使用）：

   
   
   
   
   • Nexys4 DDR使用MT41K128M16，需修改MIG控制器配置
   
   
   • 若未使用DDR，在SoC中屏蔽DDR控制器
   
   
   
   


3. 
   

   存储映射对齐：

   
   
   
   
   • 确认Flash/QSPI起始地址与Nexys4 DDR一致（0x80000000）
   
   
   
   

替代调试器方案对比

建议优先使用 UART打印 + LED状态码 组合，覆盖80%调试场景。

常见问题解决

• 
  

  无串口输出：

  
  
  
  
  1. 检查约束文件中的UART引脚（Nexys4 DDR: C4/D4）
  
  
  2. 用示波器测量TXD引脚波形
  
  
  3. 降低UART波特率到9600测试
  
  
  
  


• 
  

  ILA无法触发：

  
  
  
  
  1. 确认时钟域选择正确
  
  
  2. 检查触发条件是否被执行
  
  
  3. 在RTL中添加(* mark_debug = "true" *)属性
  
  
  
  

建议优先实现UART输出功能，这是最直接的调试手段。Nexys4 DDR的板载资源完全支持无需专用调试器的基本开发流程。