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?在配置FPGA器件時的常見問題及其解決方法

2022-11-18
來源:FPGA設計論壇
關鍵詞: FPGA

  FPGA器件配置方式分三大類:主動配置,、被動配置和JTAG配置,。

  主動配置:由FPGA器件引導配置操作過程。

  被動配置:由計算機或控制器控制配置過程,。上電后,,控制器件或主控器把存儲在外部存儲器中的數(shù)據送入FPGA器件內,配置完成之后將對器件I/O和寄存器進行初始化,。初始化完成后,,進入用戶模式,開始正常工作,。

  一旦設計者選定了FPGA系統(tǒng)的配置方式,,需要將器件上的MSEL引腳設定為固定值,以指示當前所采用的配置方式,。

  常用的配置方式有:

  PS配置(Passive Serial Configuration):被動串行配置

  AS配置(Active Serial Configuration):主動串行配置

  PPS配置(Passive Parallel Synchronous Configuration):被動并行同步配置

  FPP配置(Fast Passive Parallel Configuration):快速被動并行配置

  PPA配置(Passive Parallel Asynchronous Configuration):被動并行異步配置

  PSA配置(Passive Serial Asynchronous Configuration):被動串行異步配置

  JTAG配置(Joint Test Action Group Configuration)

  在配置FPGA器件時的常見問題及其解決方法,。

  (1)當模式改變后,,同時需要修改產生位流文件中的配置時鐘的屬性為CCLK或JTAGClock,,否則無法配置,。

  (2)DONE狀態(tài)腳始終為低解決方法:檢查該引腳的負載是否太重,選擇合適的上拉電阻,。

  (3)器件上電后有時能夠配置成功,,有時不成功解決方法:這種情況大部分是因為器件的復位未完成,就開始出現(xiàn)數(shù)據流,。延長復位時間,,即延長PROG_B信號的低電平時間。電源檢測正常后,,該信號至少還需保持300 ms的低電平,。Spartan-3系列器件的內部配置電路如圖1所示,該器件需要滿足VCCINT至少達到1.0V,Bank4的電源VCCO_4至少達到1.0V,輔助電源VCCAUX至少達到2.0V,,才能進入配置狀態(tài),,可在PROG_B引腳上分別接一個4.7kΩ電阻到電源,如果電源滿足條件,10μF電容到地,。

  (4)無法正常配置或發(fā)現(xiàn)加載過程中INIT_B信號被拉低

  解決方法:檢查配置時鐘信號CCLK或JTAG時鐘信號TCK是否存在干擾信號或過沖,。如果有干擾,判斷干擾源并增加濾波措施,;如果有過沖,,說明該信號線阻抗不匹配(因傳輸線過長等原因造成),需要增加匹配電阻,。根據IBIS模型分析,,采用LVCMOS25(10 mA)或LVTTL(12 mA)接口標準,,一般情況下,CCLK的引線長度不要超過3~4英寸,,可通過增加源端匹配(串聯(lián)33Ω~100Ω電阻)來改變時鐘信號的質量,。CCLK的布線很重要,最好不要開叉,。如果一定要開叉,,參考對應器件的手冊查看最大允許的分支長度是多少,。

  如果器件的旁路電容設計不合理或數(shù)據線上有地線及彈(Ground bounce)信號,,也會造成配置失敗。

  (5)無法通過計算機并行口配置

  解決方法:檢查計算機并行口模式設置是否正確,。如果計算機的并行口信號太差,,存在干擾,則采用質量好的配置電纜(Cable-IV)排除干擾,。

  (6)DONE腳已經變高,,但器件仍然不工作

  解決方法:如果確認設計無誤,那么可能是器件的啟動順序設置不正確,。參考配置流程,,通過設計工具重新設置啟動順序。


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