嵌入式开发之路

📘 OneCable 调试器：AL-LINK-FT 从驱动安装到 TD+FD 联合调试

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description读懂 AL-LINK-FT 在线调试器的硬件连接、驱动安装、TD 三种 Debug 模式与 TD+FD 单线联合调试。
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这一篇在干嘛？

你板子写好了代码，怎么下载进去？怎么在线抓波形、调 C 程序？答案是调试器。这篇讲安路最新的在线调试器 ANFPGA®-LINK-FT（简称 AL-LINK-FT）以及配套的 OneCable 调试系统——它的亮点是”一根线通吃”：既能做 PL 部分的 JTAG 下载与 ChipWatcher 调试，又能烧录 FLASH/EMMC/NAND 等 NVM，还能做 PS 部分的 C 程序片上调试和 UART 串口通信。素材来自官方手册 UG009 v1.3。同系列目录见 单线烧录 OneCable 首页。

认识 AL-LINK-FT 调试器

JTAG 信号定义与目标板参考电路

安装驱动：WinUSB 与 FTDI CDM

TD 的三种 Debug 模式配置

TD+FD 单线联合调试

常见问题排查

AL-LINK-FT 是安路科技最新的在线调试器，支持安路全系列 FPSoC 器件（FPSoC = 现场可编程片上系统，即 PS 处理器系统 + PL 可编程逻辑集成在一颗芯片里，比如 DR1M90、DR1V90）。它配合自研的 TD 软件（逻辑侧）和 FD 软件（处理器侧），能干这些事：

  • PL 部分：JTAG 固件下载（下载 bitstream）、ChipWatcher 在线调试（抓取内部波形）；
  • NVM 烧录：对 FLASH、EMMC、NAND 等非易失存储器进行烧录和校验；
  • PS 部分：C 程序片上调试、UART 串口通信。

先来认识一下实物——调试器配合 USB Type-B 数据线、2.54mm 间距 10 针扁平线使用：

AL-LINK-FT 在线调试器实物

调试器右上角有一个 STATUS 状态指示灯，它是你判断连接健康度的第一入口，共 3 种状态：

状态说明你该做什么
红色常亮未检测到 VREF 电平检查扁平线连接、目标板是否上电
绿色常亮检测到 VREF 电平可正常操作
绿色闪动正在执行操作等它跑完即可

这里的关键词是 VREF：它是参考电压，由目标板提供给调试器，合法范围是 1.5V ≤ VREF ≤ 3.3V。红灯常亮十有八九是板子没上电或者扁平线插反/没插紧。

其他硬件参数备查：驱动 WinUSB，电源 5V-500mA，尺寸 84mm×42.5mm×20mm，净重 43 克。

常见坑：

  • 上电顺序：先给目标板上电，再观察调试器指示灯。VREF 由目标板提供，调试器自身不给板子供电——板子没电时调试器永远是红灯。
  • 绿灯常亮不代表 JTAG 链路通，只代表电压检测通过；如果 TD 里仍然扫不到器件，去查 TCK/TDI/TMS/TDO 的接线。

JTAG 信号定义与目标板参考电路

AL-LINK-FT 的 JTAG 接口是 2.54mm 间距、2x5 简牛座。注意一个硬件设计细节：调试器内部没有上下拉电阻，所以建议你在自己的目标板上对 JTAG 信号做上下拉处理。官方给出的参考电路长这样：

目标板 JTAG 参考设计电路

10 根针的信号定义如下表（信号方向以目标板视角为准）：

PIN信号名信号描述信号方向
1TCK测试时钟输入
3TDO测试数据输出输出
4VREFJTAG 参考电压-
5TMS测试模式选择输入
6RSTNJTAG 复位，建议不连接-
7TXD目标板串口数据输入，接调试器串口数据输出输入
8RXD目标板串口数据输出，接调试器串口数据输入输出
9TDI测试数据输入输入
2、10GND地-

三条硬性注释，画原理图时必须遵守：

  1. VREF 电平由目标板提供，范围 1.5V ≤ VREF ≤ 3.3V；
  2. JTAG 信号推荐上下拉电阻值为 4.7KΩ（参考图中的 R86R89 上拉、R99R102 下拉就是 4.7K 1%）；
  3. 信号方向描述指目标板视角的信号传输方向。

这张表还有个容易忽略的信息：PIN 7/8 是串口（TXD/RXD）。也就是说这根 10 针扁平线里同时走了 JTAG 和 UART 两组信号——这正是”OneCable（一根线）“名字的由来：一根线既下载调试 PL，又当串口用、还能调 PS 的 C 程序，不用再单独拉一根 USB 串口线。

常见坑：

  • TXD/RXD 是交叉连接的：目标板的 TXD（数据输出）要接调试器的 RXD（数据输入），别同名直连，否则串口通不了。
  • RSTN 这根针”建议不连接”，画板时可以留网络但默认不接，接错了反而可能引起复位异常。
  • 简牛座有方向防呆，但扁平线插反不会损坏器件——只会红灯常亮/扫不到链。插线时注意缺口方向。

安装驱动：WinUSB 与 FTDI CDM

AL-LINK-FT 插上 PC 后，在系统里会枚举成两个设备，都用 FTDI 芯片方案，VID/PID 均为 0403/6042：

  • USB Serial Converter A：实现 USB 转 JTAG 功能 → 需要安装 WinUSB 驱动（OneCable 模式依赖它）；
  • USB Serial Converter B：实现 USB 转串口功能 → 安装 FTDI 默认驱动（FTDI CDM），装好后设备管理器里会出现虚拟串口号（COMx）。

安装工具是 UsbDriverTool（需要管理员权限运行）。步骤如下：

第一步：AL-LINK-FT 连接到 PC，打开 UsbDriverTool，在 DEVICE 列表里找到 USB Serial Converter A（注意 VID/PID 0403/6042，别选到别的 FTDI 设备）：

在 UsbDriverTool 中找到 USB Serial Converter A

第二步：右键该设备，选择”Install WinUSB”安装 WinUSB 驱动：

右键选择 Install WinUSB

第三步：安装完成后，UsbDriverTool 的设备名会变成 “USB Serial Converter A (WinUSB)“，说明 A 设备驱动装好了。

第四步：用同样的方法，对 USB Serial Converter B 右键选择 “Install FTDI CDM”（FTDI 默认驱动）。安装成功后，打开 Windows 设备管理器，在”端口(COM 和 LPT)“下能看到这个设备的虚拟串口号，后面做 UART 串口通信就靠它。

常见坑：

  • A 和 B 千万别装反：A 装 WinUSB（给 JTAG/TD 用），B 装 FTDI CDM（给串口用）。装反了 TD 找不到 cable、串口也没响应。
  • 如果设备管理器里这两个设备图标带黄色感叹号，说明驱动版本有问题，请安装安路科技提供的 FTDI、WinUSB 驱动。
  • UsbDriverTool 必须以管理员身份运行，否则安装会静默失败。

TD 的三种 Debug 模式配置

TD 软件可以配置三种 Debug 模式，先建立全局认识：

  1. AL LINK OLD：使用旧版 AL-Link 作为调试 Cable。注意旧版 AL-Link 不支持 FPSoC PS 部分的 C 程序调试，仅支持 TD 对 PL 部分执行下载 bitstream、CWC 抓取波形等操作；
  2. AL-LINK-FT(Local Host)：使用 AL-LINK-FT 作为调试 Cable，调试连接在本机的开发板（最常用）；
  3. AL-LINK-FT(Remote)：使用 AL-LINK-FT 作为调试 Cable，调试远程主机上连接的开发板。

打开配置界面的入口：在 TD 中点击 Tools -> Debug Server Setting，弹出 Debug Server Setting 对话框，三种模式以单选按钮形式列在 Mode Select 区域。

在弹出的窗口中点选 AL_LINK_OLD，即可切换为使用旧版 AL-Link 作为调试 Cable。选择完成后点击右下角 Apply and Close 按钮，TD 即切换至旧版 AL Link 模式并自动关闭配置窗口。手里只有老调试器、且不需要调 PS 程序时才用它。

这是单机开发的标准模式。点选 AL-LINK-FT(Local Host) 后，下方 Local Host 区域可配置 OneCable 本地调试参数：

AL-LINK-FT(Local Host) 设置界面

三个参数分别是：

  1. Local Port：本地调试端口号。若要执行 FD+TD 的联合调试，必须在 FD 和 TD 中填写相同的端口号，否则联合调试功能不可用；
  2. JTAG CLK Freq：通过下拉列表配置 JTAG 时钟频率（如 10MHz）；
  3. Cable Select：当本地主机连接多个调试器时，通过此下拉菜单选择目标调试器。列表里没找到目标调试器就点 Refresh 按钮刷新。

关于端口号，手册反复强调三条限制（所有需要填端口号的地方都适用）：

  1. 必须大于 1024——0~1023 是公认端口，已绑定特定服务；
  2. 必须是空闲端口号；
  3. 必须是本机防火墙策略放通的端口号（如果有开防火墙）。

配置完点 Apply and Close 即可。

场景：开发板插在另一台机器（硬件服务器）上，你在自己工位的 PC 上远程调试。此时角色分为两方：

  • 硬件端 PC（硬件服务器）：连接 AL-LINK-FT 调试 Cable，运行 HwServer 对外提供服务，Linux、Windows 均可；
  • 调试端 PC：运行 TD，连到硬件端的 HwServer。

硬件端操作：打开命令行，进入 TD 安装目录下的 bin 目录，运行 HwServer。手册截图中的完整命令是：

./hwserver.exe -s 5555 -r -f 15

参数含义：-s 5555 表示服务监听端口 5555（若接入多个 cable 或 5555 被占用，可换其他端口）；-r 代表开启 TD 所使用的 RBB server（Remote Bit Bang，远程位操作服务）；-f 15 代表 JTAG 时钟频率 15MHz。硬件端界面如下：

硬件端运行 HwServer 命令行

调试端操作：打开 TD 的 Debug Server Setting 对话框，点选 AL-LINK-FT(Remote)，点击右侧绿色 + 号新增服务器条目。例如服务器地址为 10.1.2.3、端口号为之前配置的 5555，按下图填写即可：

调试端配置远程服务器地址与端口

两个实用细节：

  • TD 支持直接填写 IPv4/IPv6 地址，也支持域名形式——把该条目第一个下拉框从 IPv4/IPv6 切换为 Domain 即可；
  • 填写完毕确认无误后点 Apply and Close，完成配置。

端口号同样要遵守上面那三条限制（大于 1024、空闲、防火墙放通）。

常见坑：

  • 远程调试连不上时，优先在硬件端确认 HwServer 是否真的在监听（命令有没有带 -r），再在调试端核对 IP 和端口号是否一致，最后查两边的防火墙。
  • HwServer 端口、TD Remote 配置的 Server Port、（联合调试时）FD 的 Rbbport 是一串要”对得上”的数字，改一处就要全链路同步改。

TD+FD 单线联合调试

这是 OneCable 系统最有价值的能力：TD（调 PL）+ FD（调 PS 的 C 程序）共用同一根 AL-LINK-FT，同时工作。原理是 FD 启动 OpenOCD 进行 PS 调试时，OpenOCD 内置的 RBB Server 会一并启动，TD 通过这个 RBB Server 间接对 PL 部分执行 bitstream 下载、CWC 波形抓取——所以物理上只有一根调试线，软件上两个工具各走各的通道。

配置步骤如下：

  1. TD 设置为 One Cable 模式：按上文第 4 章第 2 节，选择 AL-LINK-FT(Local Host) 本地调试，记下你填的 Local Port。

  2. 下载码流的方式二选一：

    • a) 在 TD 中下载：使用 TD Download 功能下载码流，下载完成后关闭下载窗口，停止占用 AL-LINK-FT；
    • b) 或者在 FD 中勾选”开始片上调试前自动下载码流”（见第 4 步）。

    关键纪律：其他 CWC、PVT Sensor 窗口也应当全部关闭，停止占用 AL-LINK-FT，否则会导致 FD 中 OpenOCD 启动失败——调试器是独占资源，同一时刻只能被一个程序持有。

  3. FD 配置端口：在 FD 中打开 Debug Configurations 配置界面，进入 Debugger 标签页，按实际需求填写 Rbbport 端口号。该端口号必须与 TD 中 Debug Server Setting 界面填写的端口号一致，默认值为 5555。手册给出的完整参考配置（OpenOCD Setup 部分）：

    Name: apu_demo_app
Start OpenOCD locally
Executable path: C:/Anlogic/FD/FD_2024.5_ES1.1/FutureDynasty/toolchain/openocd/fpsoc/bin
Actual executable: .../toolchain/openocd/fpsoc/bin/openocd.exe
GDB port: 3333
Telnet port: 4444
Rbb port: 5555
Tcl port: 6666
Config options: -f ".../openocd/scripts/target/anlogic/dr1m90.cfg"

    其中 GDB/Telnet/Tcl 端口是 OpenOCD 自身的标准端口，Rbb port 才是给 TD 用的那个；Config options 指向目标芯片的 OpenOCD 配置脚本（示例为 DR1M90）。

  4. （可选）让 FD 自动下载码流：若需要 FD 在进入片上调试模式之前把码流下载到 PL 部分，在 Debug Configurations 配置界面进入 Startup 标签页，勾选复选框 Program FPGA，并通过 Browse 选择所需的 Bitstream File：

    FD Startup 标签页勾选 Program FPGA 并选择码流文件

  5. 开始调试：完成以上配置后即可启动 OpenOCD 的 C 程序调试。OpenOCD 启动完成后，可以同时使用 TD 进行 CWC 波形抓取等操作，实现 TD+FD 联合调试。在 FD 的 Console 里看到类似 Info : Listening on port 5555 for rbb connections 的输出，就说明 RBB Server 起来了，TD 这边可以连上了。

常见坑（联合调试最重要的纪律）：

使用 TD+FD One Cable 联合调试时，TD 需要通过 FD OpenOCD 中的 RBB Server 执行操作，因此在做 bitstream 下载、CWC 波形抓取等操作期间，请保持 FD OpenOCD 处于工作状态。如果需要关闭 FD OpenOCD，请先等待正在进行的 bitstream 下载完成、或停止 CWC 波形抓取操作，否则可能因 TD 工作连接断开导致程序错误。

常见问题排查

手册给的四类典型故障与官方解决办法，整理如下表（建议按顺序排查）：

#故障解决办法
1驱动安装失败在计算机设备管理器中确认 USB Serial Converter A、B 设备图标无黄色感叹号；如有驱动版本问题，安装安路科技提供的 FTDI、WinUSB 驱动
2未识别到目标器件检查状态指示灯是否为绿色；检查目标板连接、上电情况
3串口操作无响应检查驱动是否安装正确（USB Serial Converter B 应使用 FTDI 默认驱动）；检查目标板连接、上电情况；检查目标板串口信号与 AL-LINK-FT 串口信号是否连接正确（TXD/RXD 交叉）
4HwServer/OpenOCD 不能识别到 AL-LINK-FT检查调试用端口号是否符合三项限制；检查 Cable Select 是否选择正确；检查 AL-LINK-FT 是否被其他程序占用（TD 的 Download、CWC、PVT Sensor 窗口未关闭都会占用）；检查目标板、调试器连接与上电；检查驱动安装情况

排查的共同思路：先看灯（VREF/连接层面）→ 再看驱动（枚举层面）→ 再看端口与占用（软件层面）。绝大多数”扫不到器件/连不上 cable”的问题都出在这三层之一。

通关标准：

  • 能独立完成两颗 FTDI 设备（A 装 WinUSB、B 装 FTDI CDM）的驱动安装，并用 STATUS 指示灯确认目标板连接正常。
  • 能在 TD 的 Debug Server Setting 中配置 Local Host 模式并成功连上开发板，说清 Local Port 的三条端口限制。
  • 能跑通一次 TD+FD 联合调试：TD 下载码流后释放占用，FD 的 OpenOCD 以相同 Rbbport 启动，随后 TD 仍可抓 CWC 波形。

关系图谱

反向链接