6.2.3 fpga的芯片配置电路设计

623ALTERA芯片配置电路设计1ALTERA的配置芯片ALTERA公司为APEX、APEX20K、MERCURY、ACEX1K、FLEX10K和FLEX6000系列器件提供的一些专用配置芯片如表626所示，使用这些专用配置芯片可以完成ALTERA公司的FPGA芯片配置。EPC16、EPC8、EPC2配置芯片属于FLASHMEMORY（闪存）器件，EPC1、EPC1441、EPC1213、EPC1064和EPC1064V配置芯片基于EPROM结构。设计中需要根据FPGA器件的容量，决定配置芯片的数目。适用ACEX,APEX,FLEXMERCURY器件的专用配置芯片选择方案如表627所示。例如配置一个EP20K600E器件，需要4个EPC2芯片。同理，配置一个EP1M350器件需要1个EPC16或者3个EPC2芯片。EPC1、EPC1441、EPC1213、EPC1064、EPC1064VPDIP8封装形式如图625所示。EPC2PLCC20封装形式如图626所示。表626ALTERA公司的专用配置芯片芯片型号特性EPC1616,000,0001BIT，芯片工作电压33V。EPC88,000,0001BIT，芯片工作电压33V。EPC21,695,6801BIT，芯片工作电压50V或者33V。EPC11,046,4961BIT，芯片工作电压50V或者33V。EPC1441440,8001BIT，芯片工作电压50V或者33V。EPC1213212,9421BIT，芯片工作电压50V。EPC106465,5361BIT，芯片工作电压50V。EPC1064V65,5361BIT，芯片工作电压33V。表627适用ACEX,APEX,FLEXMERCURY器件的专用配置芯片选择方案ACEX,APEX,FLEXMERCURY器件配置芯片ACEX,APEX,FLEXMERCURY器件配置芯片EP20K30EEPC2,EPC1,或者EPC1441EPF10K50,EPF10K50V,EPF10K50EEPC2或者EPC1EP20K60EEPC2或者EPC1EPF10K70EPC2或者EPC1EP20K100,EP20K100EEPC2或者EPC1EPF10K100,EPF10K100A,EPF10K100B,EPF10K100EEPC2或者2个EPC1芯片EP20K160EEPC2EPF10K130VEPC2或者2个EPC1芯片EP20K200,EP20K200E2个EPC2芯片EPF10K130EEPC2或者2个EPC1芯片EP20K300E2个EPC2芯片EPF10K200E2个EPC2或者3个EPC1芯片EP20K400,EP20K400E3个EPC2芯片EPF10K250A2个EPC2或者4个EPC1芯片EP20K600E4个EPC2芯片EPF8282AEPC1,EPC1441,或者EPC1064EP20K1000E6个EPC2芯片EPF8282AVEPC1,EPC1441,或者EPC1064VEP20K1500E8个EPC2芯片EPF8452AEPC1,EPC1441,EPC1064,或者EPC1213EP1K10EPC2,EPC1,或者EPC1441EPF8636AEPC1,EPC1441,或者EPC1213EP1K30EPC2,EPC1,或者EPC1441EPF8820AEPC1,EPC1441,或者EPC1213EP1K50EPC2或者EPC1EPF81188AEPC1,EPC1441,或者EPC1213EP1K100EPC2或者2个EPC1芯片EPF81500AEPC1或者EPC1441EPF10K10,EPF10K10AEPC2,EPC1,或者EPC1441EPF6010AEPC1或者EPC1441EPF10K20EPC2,EPC1,或者EPC1441EPF6016,EPF6016AEPC1或者EPC1441EPF10K30EEPC2或者EPC1EPF6024AEPC1OREPC1441EPF10K30,EPF10K30AEPC2,EPC1,或者EPC1441EP1M120EPC2或者EPC16EPF10K40EPC2或者EPC1EP1M350EPC16或者3个EPC2芯片图625EPC1、EPC1441、EPC1213、EPC1064、EPC1064VPDIP8封装形式图626EPC2PLCC20封装形式2对单个FOGA器件的配置单个APEX、APEX20K、APEX20KC、MERCURY、ACEX1K、FLEX10K和APEX20KE及FLEX6000器件的配置电路如图627所示。PS模式配置与芯片配置组合的配置电路如图628所示。图627单个FPGA器件的配置电路在图627中（1）上拉电阻应该连接到配置器件的电源端。（2）除APEX20KE、APEX20KC系列器件的上拉电阻为10K，其它系列器件的上拉电阻为1K。EPC16、EPC8和EPC2芯片的OE和NCS引脚端具有内部用户可配置上拉电阻，如果使用了这些引脚端的内部上拉电阻，则可以不使用外部上拉电阻。（3）NINITCONF引脚端仅对EPC16、EPC8和EPC2芯片有效。如果NINITCONF无效或未使用，NCONFIG必须直接或通过电阻连接到VCC。（4）在EPC16、EPC8和EPC2芯片中，NINITCONF引脚的内部上拉电阻总是有效的，因此，在NINITCONF引脚端不需要外部上拉电阻。（5）NCEO引脚端悬空。（6）为了保证APEX20KE和其它配置器件在加电时成功配置，NCONFIG上拉到VCCINT。（7）在EPC16、EPC8和EPC2芯片中，NINITCONF引脚的内部上拉电阻总是有效的，NCONFIG则必须通过10K电阻连接到VCCINT。（8）配置APEX20KE器件时，为了隔离18V和33V电源，在APEX20KE器件的NCONFIG引脚端与配置芯片的NINITCONF引脚端之间加一个二极管。二极管门限电压应小于等于07V，二极管使NINITCONF引脚成为开漏引脚状态，仅能驱动低电平及三态。（9）EPC16、EPC8和EPC2芯片不能用来配置FLEX6000系列器件。图628PS模式配置与芯片配置组合电路3对多个FOGA器件的配置多个APEX、APEX20K、APEX20KC、MERCURY、ACEX1K、FLEX10K和APEX20KE及FLEX6000器件的配置电路如图629所示。图629多个FPGA器件的配置电路在图629中（1）在进行多器件主动配置时，设计人员必须从每个设计项目的SRAM目标文件（SOF）中产生配置芯片的编程目标文件（POF），即在MAXPLUS软件的FILE菜单中打开COMBINEPROGRAMMINGFILES对话框，在该对话框中组合多个SOF文件以形成一个POF文件。对APEX20K系列器件，QUARTUS软件提供类似的选项，即在QUARTUS软件的PROCESSING菜单中选择COMPILERSETTINGS，并在COMPILERSETTINGS对话框中点击CHIPSDEVICES条，然后在DEVICEPINOPTION对话框中组合多个SOF文件以形成一个POF文件。（2）上拉电阻应该连接到配置器件的电源上。（3）除APEX20KE、APEX20KC系列器件的上拉电阻为10K，其它系列器件的上拉电阻为1K。EPC16、EPC8和EPC2芯片的OE和NCS引脚端具有内部用户可配置上拉电阻，如果使用了这些引脚的内部上拉电阻，则可以不使用外部上拉电阻。（4）EPC16和EPC8配置芯片不能级联。（5）器件链中最后一个器件的NCEO引脚端悬空。（6）NINITCONF引脚端仅对EPC16、EPC8和EPC2芯片有效。如果NINITCONF无效或未使用，NCONFIG必须直接或通过电阻连接到VCC。（7）EPC16、EPC8和EPC2芯片不能应来配置FLEX6000器件。（8）为了保证APEX20KE和其它配置器件在加电时成功配置，NCONFIG引脚端上拉到VCCINT。（9）配置APEX20KE器件时，为了隔离18V和33V电源，在APEX20KE器件的NCONFIG引脚端与配置芯片的NINITCONF引脚端之间加一个二极管。二极管门限电压应小于等于07V，二极管使NINITCONF引脚端成为开漏引脚状态，仅能驱动低电平及三态。（10）在EPC16、EPC8和EPC2芯片中，NINITCONF引脚端的内部上拉电阻总是有效的，因此，在NINITCONF引脚端不需要外部上拉电阻。4使用微处理器的配置电路使用微处理器配置单个APEX、APEX20K、APEX20KC、MERCURY、ACEX1K、FLEX10K和APEX20KE及FLEX6000器件的配置电路如图6210所示。使用微处理器配置多个APEX、APEX20K、APEX20KC、MERCURY、ACEX1K、FLEX10K和APEX20KE及FLEX6000器件的配置电路如图6211所示。在图6210中（1）对于APEX20KE和APEX20KC系列器件，上拉电阻是10K。（2）对于单个器件配置，NCEO引脚端不连接。在图6211中（1）上拉电阻连接到电源电压上，电源电压满足器件链所有器件规定能够接收的输入信号的要求。例如。器件链包含有50VFLEX10K器件和25VFLEX10KE器件，上拉电阻将连接到50V电源。因为