当 FPGA 遇上 Python：Glasgow 如何玩转数字接口（开源硬件 软件）
在嵌入式开发、接口调试、硬件逆向或数字存档工作中经常会遇到各种异构、老旧或自定义数字接口协议。为了让工程师更轻松地接入、探测、控制和抓取这些接口的数据Glasgow Embedded 社区推出了一个开源工具——Glasgow Interface Explorer。什么是 Glasgow Interface ExplorerGlasgow Interface Explorer 是一个面向工程师的通用数字接口探索工具旨在帮助你与各种数字设备通信探测、分析和驱动不同协议在调试或逆向工程时快速提取或发送数据它包括硬件板卡 软件框架组合可以连接到目标设备的多种数字总线不需要额外有源/无源前端电路并配有一定的保护措施以应对错误操作**。面向用户群体这个项目面向嵌入式开发人员逆向工程与协议分析工程师电子爱好者、硬件研究者需要与各种数字设备进行通信与验证的开发者几乎任何需要操控数字接口的工程师都能从它得到实用工具支持。硬件核心能力Glasgow 的关键特性基于可重构逻辑CY7C68013FPGA使它可以支持多种数字接口而不是只限于少量标准协议按需调整 FPGA 内逻辑来适应手头的任务即使是非标准、定制或者老旧的接口也能保持高性能与高可靠性这种灵活性是通过 FPGA 的可编程能力实现的而不是固定硬件因此比传统串口/逻辑分析仪更通用。可以用 Glasgow 做什么Glasgow 提供多个已经封装好的“applet”小程序可以直接从命令行调用或者作为更复杂系统的一部分复用。以下是部分典型用途将 GPIO 当作通用输入/输出驱动通过 UART 通信并自动测量与调整波特率发送/分析 SPI、QSPI、I²C 通信最高约 100 MHz读写常见 I²C EEPROM 与 SPI Flash 存储器通过SFDP确定内存参数读取和写入 ONFI 兼容的闪存通过 ONFI 参数页确定内存参数通过SPI接口对AVR微控制器进行编程和验证自动确定 JTAG 引脚排列通过JTAG 接口探测符合IEEE 1149.1标准的设备下载 JTAG SVF 文件通过 JTAG调试 ARM7TDMI 处理器通过 JTAG调试 ARC 处理器通过 EJTAG调试 MIPS 处理器通过 JTAG 对XC9500和XC9500XL CPLD进行编程和验证通过XVC调试FPGAVivado通过SWD探测Arm Cortex处理器通过probe-rs调试 Arm Cortex 处理器使用 nRF24L01() 无线电进行通信对 nRF24LE1 和 nRF24LU1() 微控制器进行编程通过博世 BMP280/BME280传感器测量温度、压力和湿度通过Sensirion SCD30传感器测量CO₂浓度通过SEN5x传感器测量NOx浓度利用HC-SR04传感器通过超声波回波测量距离使用 Bosch/BME280 传感器读取环境数据温度、压力、湿度实时模拟/播放老式芯片声音如 Yamaha OPLx/OPM从老式软盘驱动器读取原始调制数据…and 更多常见或冷门的数字接口交互场景。⚙️ 所有这些功能都只需要 一块 Glasgow 板 一些连接线 视被测设备而定的电源。 格拉斯哥嵌入式使用方式和工作流程与传统工具不同Glasgow 的软件全部使用 Python 3 编写FPGA 逻辑使用 Python 驱动的领域特定语言 Amaranth 编写主机端逻辑也基于 Python包括 asyncio软件自动为 FPGA 按需构建比特流使用 USB 进行数据交互并在未来可能支持以太网这种设计让 FPGA 的接口逻辑可以按请求动态生成构建小程序比传统 FPGA 工具链要快得多。可用链接https://glasgow-embedded.org/https://github.com/GlasgowEmbedded/glasgow/tree/main总结✔ 极其灵活的数字接口工具✔ 基于可重构 FPGA可即时应对不同协议✔ 可通过 Python 与命令行无缝控制✔ 适用范围从硬件验证、嵌入式调试到存储读取✔ 官方文档与源码完全开源可扩展性强Glasgow 是一个值得关注的一体化接口探索平台无论是想探索Amaranth语言的应用还是各种接口的应用最主要是软、硬件联合开发的能力。最后这个项目还没完结整体扩展性很高但是目前实现的功能和tigard主页https://github.com/tigard-tools/tigard差不多而且tigard硬件成本更低~基于FTDI FT2232H的Tigard及特点
