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入門:FPGA的配置模式

2022-10-25
來源:硬件助手
關(guān)鍵詞: FPGA 配置存儲(chǔ)器

  盡管FPGA的配置模式各不相同,,但整個(gè)配置過程中FPGA的工作流程是一致的,,分為三個(gè)部分:設(shè)置、加載,、啟動(dòng)。

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  復(fù)位結(jié)束配置開始

  有多種方式使FPGA的配置進(jìn)入這一過程,。在上電時(shí),,電壓達(dá)到FPGA要求之前,F(xiàn)PGA的上電復(fù)位模塊將使FPGA保持在復(fù)位狀態(tài),;外部控制PROG_B引腳出現(xiàn)一個(gè)低脈沖也可以使FPGA保持在復(fù)位狀態(tài),。

  清除配置存儲(chǔ)內(nèi)容

  這一步稱為初始化,當(dāng)FPGA復(fù)位結(jié)束,,配置存儲(chǔ)器的內(nèi)容會(huì)被自動(dòng)清除,。在這個(gè)步驟中,除配置專用接口外,,F(xiàn)PGA I/O均被置于高阻態(tài),。在整個(gè)初始化過程中,INIT_B引腳被置低并在初始化結(jié)束后恢復(fù)高電平,。如果INIT_B信號(hào)在外部被拉低,,F(xiàn)PGA將一直停留在初始化狀態(tài)。注意PROG_B信號(hào)的脈寬不能太窄,。

  采樣控制信號(hào)

  初始化結(jié)束后,,INIT_B信號(hào)回到高電平。FPGA開始采集模式選擇引腳M[1:0]和變量選擇引腳VS,。如果為主動(dòng)模式,,F(xiàn)PGA很快就會(huì)給出有效的CCLK。VS信號(hào)只在主動(dòng)BPI及其SPI模式中生效。此時(shí),,F(xiàn)PGA開始在配置時(shí)鐘的上升沿對(duì)配置數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣,。

  同步化

  每一個(gè)FPGA配置數(shù)據(jù)流都有一個(gè)同步頭,它是一段特殊的同步字,。同步字主要用于幫助FPGA確定正確的數(shù)據(jù)位置,。同步字之前的配置數(shù)據(jù)都會(huì)被FPGA忽略,也就是FPGA僅僅在同步化之后才正式開始接收配置數(shù)據(jù),。一般而言,,同步字都是由0/1數(shù)目相同的二進(jìn)制數(shù)組成的,如Spartan3為AA995566,。

  ID檢查

  FPGA同步化后,,會(huì)自動(dòng)檢測(cè)配置流中的器件ID和目標(biāo)器件ID是否一致。這一步確保了FPGA不會(huì)被錯(cuò)誤的配置流誤配置,。

  32位的ID中包含了28位的特征值和4位掩碼,。特征值包括廠商信息,器件族,,器件規(guī)模等,。當(dāng)器件ID檢查遇到問題時(shí),F(xiàn)PGA會(huì)將內(nèi)部寄存器的第一位ID_Err置高,,軟件也會(huì)顯示錯(cuò)誤信息,。

  載入配置內(nèi)容

  在ID檢查順利通過后,F(xiàn)PGA開始加載配置數(shù)據(jù),。

  CRC校驗(yàn)

  在加載數(shù)據(jù)過程中,,F(xiàn)PGA會(huì)對(duì)每一幀數(shù)據(jù)進(jìn)行CRC校驗(yàn)。如果失敗,,F(xiàn)PGA會(huì)將INIT_B信號(hào)拉低并終止配置過程,。

  啟動(dòng)序列

  FPGA配置數(shù)據(jù)加載完后,F(xiàn)PGA進(jìn)入啟動(dòng)序列,。啟動(dòng)序列事件的默認(rèn)順序?yàn)橄柔尫臘ONE引腳,,然后激活I(lǐng)/O,最后啟動(dòng)寫使能,。實(shí)際使用中,,可以通過BitGen參數(shù)對(duì)啟動(dòng)順序進(jìn)行設(shè)置來滿足不同的需求。

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