芯片設(shè)計(jì)工程師根據(jù)功能,完成RTL設(shè)計(jì),添加各種約束,完成綜合、Place & Route等一系列工作之后,還需要一些配置數(shù)據(jù),完成寄存器初始化等內(nèi)容,才能開始工作。
今天我們一起來聊一聊FPGA的配置數(shù)據(jù)模式。
FPGA配置方式
根據(jù)FPGA配置過程控制者的不同,我們將配置方式主要分為三類:
FPGA控制配置過程第一種最常見的模式是,從片外FLASH中加載配置所需的比特流,F(xiàn)PGA內(nèi)部產(chǎn)生時(shí)鐘,整個(gè)過程有FPGA自主控制。FPGA 上電以后,將配置數(shù)據(jù)從FLASH中,讀入到SRAM中,實(shí)現(xiàn)內(nèi)部結(jié)構(gòu)映射。
優(yōu)點(diǎn):不需要借助其他模塊或者終端,自己控制整個(gè)過程。
缺點(diǎn):一般只能從FLASH(掉電不會(huì)丟失數(shù)據(jù))或者其他片外非易失性存儲(chǔ)器中,加載配置,配置方式有限。
處理器控制器控制配置過程第二種模式是,通過借助處理器、控制器或者其他終端,完成配置過程。FPGA 作為從設(shè)備,微處理器或者控制電路提供配置所需的時(shí)序,實(shí)現(xiàn)配置數(shù)據(jù)的下載。
優(yōu)點(diǎn):配置方式靈活。可以將配置數(shù)據(jù)放置在FLASH、硬盤燈存儲(chǔ)介質(zhì)中,通過其他終端完成整個(gè)配置過程。
缺點(diǎn):需要借助其他終端設(shè)備。
通過JTAG配置第三種模式,通過JTAG完成配置。一般情況下,是通過JTAG進(jìn)行調(diào)試,將比特流文件下載到FGPA中。需要注意的是,這種模式下,如果出現(xiàn)斷電,則配置失效。
此外有的FPGA還可以通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行配置,在實(shí)際工作中,接觸較少,所以不再贅述。
單片F(xiàn)PGA多片F(xiàn)PGA配置
單片F(xiàn)PGA和多片F(xiàn)PGA的配置過程類似,但還是有些不同,下面我們分開來描述一下,在FPGA控制配置過程這種模式下面,兩者的異同。
單片F(xiàn)PGA配置FPGA 的CCLK 管腳,提供工作時(shí)鐘給PROM ,PROM 在CCLK 的上升沿,將數(shù)據(jù)從D0 管腳送到FPGA 的DIN 管腳,這種方式是最簡單也是最常用的一種配置方式。在這種方式下,有兩點(diǎn)非常重要:
電源適配性。從上面描述可以看出,整個(gè)過程需要FPGA和PROM之間進(jìn)行通信,所以兩者的接口電平必須一致,即FPGA管腳電壓和PROM的輸入電壓相等。JTAG鏈的完整性。保證JTAG 連接器、FPGA、PROM 的TMS、TCK 連在一起,保證從JTAG 連接器TDI 到其TDO 之間閉合回路。多片F(xiàn)PGA配置配置過程單片和多片過程相似,但是多片F(xiàn)PGA 配置時(shí),需要區(qū)分主設(shè)備從設(shè)備,且需要選擇不同的配置模式。
小結(jié)
在實(shí)際工作中,工程師根據(jù)具體的工作需要,選擇相應(yīng)的配置方式。
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