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入門:FPGA的配置模式

2022-10-25
來源:硬件助手
關鍵詞: FPGA 配置存儲器

  盡管FPGA的配置模式各不相同,,但整個配置過程中FPGA的工作流程是一致的,,分為三個部分:設置、加載,、啟動,。

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  復位結束配置開始

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

  清除配置存儲內容

  這一步稱為初始化,,當FPGA復位結束,,配置存儲器的內容會被自動清除。在這個步驟中,,除配置專用接口外,,F(xiàn)PGA I/O均被置于高阻態(tài)。在整個初始化過程中,,INIT_B引腳被置低并在初始化結束后恢復高電平,。如果INIT_B信號在外部被拉低,F(xiàn)PGA將一直停留在初始化狀態(tài),。注意PROG_B信號的脈寬不能太窄。

  采樣控制信號

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

  同步化

  每一個FPGA配置數(shù)據(jù)流都有一個同步頭,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)目相同的二進制數(shù)組成的,如Spartan3為AA995566,。

  ID檢查

  FPGA同步化后,,會自動檢測配置流中的器件ID和目標器件ID是否一致。這一步確保了FPGA不會被錯誤的配置流誤配置,。

  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,。當器件ID檢查遇到問題時,,F(xiàn)PGA會將內部寄存器的第一位ID_Err置高,軟件也會顯示錯誤信息,。

  載入配置內容

  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

  在加載數(shù)據(jù)過程中,,F(xiàn)PGA會對每一幀數(shù)據(jù)進行CRC校驗,。如果失敗,F(xiàn)PGA會將INIT_B信號拉低并終止配置過程,。

  啟動序列

  FPGA配置數(shù)據(jù)加載完后,,F(xiàn)PGA進入啟動序列。啟動序列事件的默認順序為先釋放DONE引腳,,然后激活I/O,,最后啟動寫使能。實際使用中,,可以通過BitGen參數(shù)對啟動順序進行設置來滿足不同的需求,。

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