📘 19 个配套工具全景：从串口助手到 WinHex

这一篇在干嘛？

HX4S20C 资料包 5_软件及驱动工具 文件夹的使用指南。适用项目：全国大学生嵌入式芯片与系统设计竞赛 2026 · 安路赛道 · 选题一：基于安路 EG4S20 的 HDMI 多媒体播放系统，硬件平台康芯 HX4S20C 开发板（EG4S20BG256）。

〇、先搞清楚：这个文件夹里装的是什么

很多同学第一次打开会懵——这里面没有一个是”FPGA 主开发软件”，而是一堆配套上位机、驱动和小工具。真正写 Verilog、综合、布局布线用的主软件（安路 TD）在旁边的 1_安路工具和软件 文件夹里。

一句话概括这个文件夹的作用：

当你的 FPGA 板子要跟电脑”通信、看图像、听声音、读写 SD 卡、抓网络包”的时候，电脑这头要装/要用的软件，全在这里。

对照本项目（TF/SD 图片 → SDRAM 双缓冲 → HDMI 音视频输出 + OSD + 淡入淡出），这些工具大致分成 8 类：

分类	工具	本项目里的用途
① 通信调试类	串口调试助手、CH340 驱动、网口调试助手	板子 ↔ 电脑收发数据，调试打印、发指令
② 字模/图片转点阵类	PCtoLCD2002、Image2Lcd、PicToLCD	生成 OSD 中文/英文点阵字库、把图片转成像素数组
③ 音频转数据类	WaveToMem	把 WAV 音频转成 FPGA ROM 初始化数据
④ 存储/文件类	SDFormatter、WinHex、imageUSB	格式化 TF 卡、查看 BMP/FAT 原始数据
⑤ 网络分析类	Wireshark、iperf、RawNetCapture、video_transfer	抓包、测速、显示 FPGA 传上来的视频流
⑥ 编程辅助类	amo 小工具、VSCode	CRC/校验/进制转换、看代码
⑦ 远程/终端类	MobaXterm、FileZilla	SSH 远程、FTP 传文件
⑧ 其他	Qt 中文插件	Qt 环境中文输入

别找错地方

真正的主工具链在 1_安路工具和软件/（TD 开发软件 + ModelSim 仿真 + UART 驱动 + license），下面先带一句，防止你装错顺序。

一、先分清两个文件夹（别找错）

1_安路工具和软件/（开发主软件，不在这，但必须先装）

内容	作用
TD_6.2.1 安装包 / zip	安路 TD 开发软件：Verilog 工程、综合、布局布线、生成 bit 流、下载到板子。这是整个比赛的主战场
ModelSimSetup-14.1.0	仿真工具：写 testbench 跑功能仿真，不烧板子就能验证逻辑
UART驱动程序/CH341SER.EXE	板载 USB 转串口芯片驱动（下载器/串口都要用）
Uart_Plot 上位机软件	安路官方串口绘图上位机，把 ADC/波形数据实时画曲线
license文件/Anlogic.lic	TD 软件授权，装完后必须替换到安装目录的 license 文件夹

安装顺序（重要）：TD → 替换 license → 装 CH341SER 驱动 →（可选）ModelSim。装之前先看 重要！安装前必看！.zip 和 安路TD开发工具软件安装教程.docx。

二、通信调试类

① 串口调试助手（XCOM / SSCOM）

是什么：电脑串口（COM 口）收发数据的工具。文件夹里有两个：

• XCOM——正点原子官方推荐，功能全、界面友好（需 .NET Framework 4.0）；
• SSCOM（丁丁）——经典老牌串口助手，轻量。

在本项目里干嘛：

• 开发板通过板载 CH340 转串口芯片跟电脑连，你可以在 FPGA 里用 UART 核打印调试信息（“SD 卡读取成功”、“当前播放第 3 张图”、帧率统计等）。
• 对应官方例程 16_串口通信设计。做 OSD 之前，先用串口把状态打出来，是排查问题最快的路子。

怎么用：选对 COM 口和波特率（例程常用 9600/115200）→ 打开串口 → 收发。FPGA 端 %.8f\r\n 这类浮点数据也能收。

② CH340 驱动（USB 串口驱动）

是什么：CH340/CH341 芯片的 Windows 驱动。板子上的 USB 转串口、以及很多下载器都用这颗芯片。

在本项目里干嘛：不装它，串口助手根本认不到板子。插上板子如果设备管理器出现”未知设备/感叹号”，十有八九就是没装这个驱动。

驱动装不上的两个坑

Win8/Win10 可能提示”预安装成功”但实际没生效，参考文件夹里 安装失败解决办法/readme.txt；Win10/Win11 还有驱动签名问题，解法在 8_FPGA学习资料/Win10、Win11解决驱动签名问题.pdf。

③ 网口调试助手（XNET / NetAssist）

是什么：网络（TCP/UDP）调试工具，跟串口助手对应，只不过走网线。文件夹里有两个：XNET（正点原子）和 NetAssist。

在本项目里干嘛：开发板上有千兆以太网口（RTL8211E 芯片），官方例程 33_千兆网络传输图片 就是靠它把图片从 FPGA 发到电脑。如果你的扩展方向涉及网络传图/远程控制，这个工具就是电脑端的收发器。

三、字模 / 图片转点阵类（★ 本项目 OSD 的核心工具）

重点掌握

这几样是跟”OSD 字幕叠加”扩展项最直接相关的工具，建议重点掌握 PCtoLCD2002。

④ PCtoLCD2002（点阵字模生成，最常用）

是什么：把中文/英文/数字/符号转成点阵字模数据（C 语言数组或二进制字库）。是单片机/LCD 界最经典的字模工具。

在本项目里干嘛：做 OSD 的时候，屏幕上的”图片编号、模式、帧率”这些文字，本质就是把每个字符的点阵存进 FPGA 的 BRAM ROM，再按像素坐标查表叠加到画面上。这个工具就是帮你生成那些点阵数据的。

• 生成 8×16 的 ASCII 点阵（方案里 OSD 用的就是 8×16）；
• 生成 16×16 汉字点阵（如果要显示中文”播放中/下一张”）；
• 支持 4 种取模方式（逐行/逐列/行列/列行）、阴码阳码、旋转翻转——取模方式必须和你 FPGA 里读字模的代码顺序一致，这是最常见的翻车点。

⑤ Image2Lcd 2.9（图片 → LCD 像素数组）

是什么：把 BMP/JPG 图片转成像素点阵数据（C 数组），可指定灰度/彩色、取模方向、输出格式。

在本项目里干嘛：

• 如果你要显示固定图标/开机 Logo，用它把图转成数组，直接初始化到 FPGA 的 ROM，避免从 SD 卡读；
• 也可以反过来用它校验 SD 卡读出的 BMP 数据对不对。

⑥ PicToLCD（轻量图片取模）

是什么：另一个图片转 LCD 点阵的小工具，功能比 Image2Lcd 简单，但够用。文件夹里的 图像RGB值计算工具 里也放了 Img2Lcd，其实跟⑤是同一类工具，用来取单个像素点的 RGB 值（调颜色、写像素混合公式时验证数值用）。

四、音频转数据类（★ 本项目音频的核心工具）

⑦ WaveToMem

是什么：把 WAV 音频文件转成存储数组（C 数组 / ROM 初始化文件）。

在本项目里干嘛：这是做音频扩展项的必需品。方案里音频链路是 WAV/PCM → I2S → HDMI 音频。如果 WAV 文件太大、SD 卡读音频和读图片抢带宽，一个省事做法是：把短音效（提示音、按键音）用 WaveToMem 转成数组，直接塞进 FPGA 的 BRAM ROM，零外部带宽。官方例程 13_硬件乐曲演奏器 就是这个思路。

五、存储 / 文件类

⑧ SDFormatter（内存卡修复/格式化工具）

是什么：SD/TF 卡的专用格式化工具（官方 SD Association 出品，比 Windows 自带格式化更规范）。

在本项目里干嘛：这是前期必用工具。 项目要从 TF 卡读 BMP/WAV，卡的文件系统必须干净、扇区对齐。用 SDFormatter 把卡格式化成 FAT（FAT16/FAT32），能避免一堆”读卡失败/找不到文件”的玄学问题。

会清空数据

格式化会清空卡里全部数据，操作前先备份。

⑨ WinHex（十六进制/磁盘编辑器）

是什么：强大的十六进制编辑器，能直接看磁盘/文件的原始字节，也能打开磁盘分区看 MBR、FAT 表。

在本项目里干嘛：调试 SD 卡读写的”照妖镜”。

• 打开 BMP 文件，核对文件头（42 4D = “BM”）、位图数据偏移、颜色表，确认你 FPGA 里解析 BMP 的代码对不对；
• 打开 TF 卡，直接看 MBR、FAT 目录区，确认文件到底存在哪个扇区、是否连续存放（方案里按”连续扇区预规划”读文件，用 WinHex 验证扇区地址能省大把时间）。

⑩ imageUSB（U 盘镜像烧录）

是什么：PassMark 出品的 U 盘批量镜像工具，能把一个镜像文件（.bin）按位精确写入 U 盘，也能把一个 U 盘整盘读成镜像。

在本项目里干嘛：如果最终要交付的作品是”把系统烧进 U 盘/存储介质”的场景，或者要批量复制做好的 TF 卡内容，用它可以整卡克隆。

选盘符务必小心

写入会覆盖目标盘全部数据。

六、网络分析类

⑪ Wireshark（网络抓包）

是什么：全球最著名的网络协议分析软件，抓取网卡上的数据包并逐层解析。

在本项目里干嘛：做 33_千兆网络传输图片 或任何以太网传输时，用它抓 FPGA 发来的包，看 IP/端口/载荷对不对、有没有丢包乱序。注意装的时候记得勾选安装 WinPcap/Npcap 抓包驱动。

⑫ iperf / iperf-3.1.3（网络测速）

是什么：命令行网络吞吐量测试工具，测两点之间的 TCP/UDP 带宽、丢包率、抖动。

在本项目里干嘛：验证”千兆以太网”到底跑多快，给你的网络传输性能数据做背书（写论文的实测数据来源）。

⑬ RawNetCapture（UDP 视频显示）

是什么：通过 UDP 协议接收图像并显示的上位机。约定：分辨率 640×480@12.5Hz，RGB565（16bit），帧头固定为 F0 5A A5 0F。

在本项目里干嘛：做网络传图/摄像头（OV5640）方向时，用它实时显示 FPGA 通过网口 UDP 发来的画面。FPGA 端必须严格按它的帧格式和分辨率发数据，否则花屏。

⑭ video_transfer（ATK-XCAM，正点原子视频上位机）

是什么：正点原子出品的视频传输显示软件，支持串口 / TCP / UDP 三种协议接收并显示视频。

在本项目里干嘛：和 RawNetCapture 类似，但协议更多、更灵活。摄像头 OV5640 采集图像后经串口或网口回传电脑显示，就可以用它。

七、编程辅助类

⑮ amo 的编程小工具集合

是什么：嵌入式工程师常用的计算器合集：8/16 位校验和、CRC8/16/32、MD5、SHA1、十六进制↔ASCII、十六进制↔浮点数、文件转 C 数组、随机数、大小写转换等。

在本项目里干嘛：

• 写 UART/网络自定义协议时算 CRC 校验；
• 把数据文件转成 C 数组（配合字模/波形初始化）；
• 十六进制 ↔ 浮点数互转（调试 %.8f 这类浮点串口数据时很顺手）。

⑯ Visual Studio Code

是什么：微软的轻量级代码编辑器，语法高亮、插件生态强。

在本项目里干嘛：虽然综合仿真在 TD/ModelSim 里，但平时看/写 Verilog、看例程代码、编辑 Markdown 文档，VSCode 比 TD 自带编辑器舒服得多。装个 Verilog 插件即可。

八、远程 / 终端类

⑰ MobaXterm（全能终端）

是什么：集 SSH、串口、FTP、X11 转发的综合远程终端，Windows 下的”瑞士军刀”。

在本项目里干嘛：如果开发过程要连 Linux 服务器（比如远程跑综合、传工程、用树莓派做上位机），用它一条龙搞定。

⑱ FileZilla（FTP 客户端）

是什么：图形化 FTP/SFTP 文件传输工具。

在本项目里干嘛：往服务器/远端设备传工程文件、下载资料。纯文件搬运，简单直观。

九、其他

⑲ Qt Creator 中文插件（fcitx-qt5）

是什么：给 Qt Creator 环境加中文输入法支持的插件。

在本项目里干嘛：如果上位机（串口采集/网络收图）用 Qt 写，在 Linux 下装这个插件才能在 Qt 里输入中文。Windows 下一般用不到。

十、结合本项目的「使用路线图」

按开发阶段，你会在什么时候用到哪些工具：

阶段0 环境搭建
  ├─ 装 TD + 替换 license + 装 CH340 驱动   (1_安路工具和软件)
  ├─ SDFormatter 格式化 TF 卡(FAT)         ← 存储准备
  ├─ 串口助手 + 网口助手 装好备用           ← 调试准备
  └─ 跑通 lab_ex_4 / lab_ex_5（SD→SDRAM→HDMI）
 
阶段1 双缓冲 + OSD(亮点A/B)
  ├─ PCtoLCD2002 生成 8×16 字模 → 初始化 BRAM   ★核心
  ├─ WinHex 核对 BMP 文件头/FAT 扇区地址         ★核心
  ├─ 串口助手 打印状态/帧率/切图耗时               ★核心
  └─ amo小工具 算 CRC、文件转C数组
 
阶段2 音频 + 转场(亮点C)
  ├─ WaveToMem 转 WAV → ROM 初始化               ★核心
  ├─ Image2Lcd/PicToLCD 做 Logo、校验像素RGB值
  └─ 串口助手 持续调试
 
阶段3 消融实验 + 量化测试(论文素材)
  ├─ 串口助手 记录延迟/稳定性数据
  ├─ (若做网络) Wireshark 抓包 + iperf 测速
  └─ TD 导出资源/时序报告
 
阶段4 文档撰写
  └─ VSCode 写 Markdown/整理笔记

十一、常见坑速查

问题	原因 / 解法
串口助手找不到 COM 口	没装 CH340 驱动；或 USB 线只供电不传数据
字模显示乱码/错位	取模方式（逐行/逐列、阴码阳码）和 FPGA 读取代码不一致，重新统一
TF 卡读不到文件	文件系统不规范，用 SDFormatter 重格成 FAT；文件名/扇区用 WinHex 核对
网络传图花屏	分辨率/帧率/RGB 格式没对上（RawNetCapture 要求 640×480 RGB565 + 帧头 F0 5A A5 0F）
音频无声	WAV 采样率/位深和 I2S 配置不一致；用 WaveToMem 确认数组格式
ModelSim/TD 打不开	license 没替换；安装路径含中文或空格

自测一下

1. 做 OSD 时字模显示乱码错位，最可能的原因是什么？
   取模方式（逐行/逐列、阴码阳码、旋转翻转）与 FPGA 端读字模代码的顺序不一致——用 PCtoLCD2002 重新按代码约定取模。
2. FPGA 通过网口往电脑传图花屏，先用哪两个工具排查？
   Wireshark 抓包看 IP/端口/载荷是否正确，iperf 测带宽确认链路吞吐；再核对 RawNetCapture 要求的 640×480 RGB565 与帧头 F0 5A A5 0F 是否严格一致。