6[1].1_xilinx_FPGA的配置设计.ppt

1、第6章FPGA的下载配置电路设定修订、内容提要、本章中为Xilinx公司的FPGA下载配置模式、Virtex-系列下载配置流程、模式和电路设定修订、Altera公司的下载电缆的构造和下载模式、Altera公司介绍了Altera公司，要点是：下载配置模式下载配置过程下载电缆配置芯片配置电路设置修订，添加老虎钳：本章的重点是掌握Xilinx公司和Altera公司的FPGA数据老虎钳的下载配置电路设置修订。 推荐学时数是4学时。 请注意，Xilinx和Altera的FPGA decode老虎钳在下载配置电路设置修订方面的区别。 请注意，该公司根据下载模式的不同，下载配置电路的设定修订也不同。 请注意

2、不同类型的配置芯片的使用方法、配置电路的设定、多个解老虎钳配置电路的连接方法。 本章给出典型的设定修正例，通过在学习中改变去老虎钳的型号和配置模式，可以进行配置电路设定修正的练习，加深对问题的理解。6.1 Xilinx的FPGA下载配置电路设置修订、6.1.1 Xilinx FPGA的下载配置模式对于不同的数据老虎钳类型和应用，Xilinx公司为该FPGA系列产品提供多个下载配置模式，如下所示：和JTAG模式用TDI (数据输入)、TDO (数据输出)、TMS (测试模式)、TCK (测试时钟)的4条信号线实现FPGA的下载和配置。 在JATG模式下，需要其他可编程控制器的子通讯端口。 2 .

3、并行模式、并行模式仅支持Virtex系列和Spartan系列的数据老虎钳，通过8bit的残奥级数据下载，实现FPGA的高速配置。 并行模式的配置时钟CCLK是从FPGA外部提供的。 3 .主串行模式和主串行模式通讯端口Xilinx公司的所有FPGA产品。 主串行模式通过读取串行PROM的数据，实现FPGA的上线了配置。 Master Serial模式需要使用Xilinx公司专用的PROM。 主串行模式的配置时钟CCLK从FPGA内部发生。 4 .从属串行模式和从属串行模式通讯端口Xilinx公司的所有FPGA产品。 从串行模式类似于主串行模式，但其配置时钟CCLK是从FPGA外部提供的。 Sl

4、ave Serial模式需要其他音序器的子通讯端口。 5 .主选择映射模式和主串行映射模式支持FPGA产品，如虚拟机。 Master Serial MAP模式通过读取串行PROM的数据，实现FPGA的关上线了配置。 主选择映射模式需要使用Xilinx公司专用的PROM。 主串行映射模式的配置时钟CCLK从FPGA内部发生。 6 .从属选择映射模式和从属选择映射模式通讯端口诸如Virtex-等FPGA产品。 从选择映射模式类似于主串行映射模式，但其配置时钟CCLK是从FPGA外部提供的。 Slave Select MAP模式需要其他可编程控制器的子通讯端口。 6.1.1 Xilinx FPGA的

5、下载本构模型，Xilinx提供了两种PROM，FPGA系列产品由上线了组成。 其中，XC1800系列PROM可多次改写，支持JTAG上线了计程仪编程。 XC1700系列PROM是一次性计程仪编程解老虎钳，不支持JTAG上线了计程仪编程。 要将Xilinx公司的PROM系列产品下载配置到第三方prime-control manufacturing box中，需要对FPGA设置修改文件进行格式转换。 在相同FPGA的下载配置电路中，为了满足不同的应用要求，通过改变FPGA的M2、M1和M0大头针的连接，能够在FPGA的下载配置模式的切换即相同的下载配置电路中实现多个下载配置模式。 在实际的应用程序

6、中，使用内置的下载部署方式，可以削减成本和极简化PCB板设置修订。 嵌入式下载配置是利用微处理器和其他可编程控制器零配件来下载FPGA产品的一种配置方式。) 对于嵌入式下载配置文件，M2、M1和M0大头针端应设置为JTAG、Slave Serial或Slave Select MAP模式，下载配置文件中的数据应存储在Xilinx公司专用的PROM或其他内存演示老虎钳中将M2、M1、M0设定为Slave Serial模式后，通过控制PROGB引脚，可进行FPGA的重新配置。M2、M1、M0设定为Slave Select MAP模式时，可以通过控制PROGB、RDWRB、CSB引脚，实现FPGA的重

7、新配置和部分配置。 6.1.2 Virtex-系列解老虎钳下载配置电路设置修订，Xilinx公司不同类型的FPGA解老虎钳下载配置模式完全不同。 以下，以Virtex-系列老虎钳为例，说明Xilinx公司的FPGA的下载配置、设定、修改过程。 Virtex-系列数据老虎钳的下载配置流程、Virtex-系列数据老虎钳的下载配置流程如图6.1.1所示，(1)通电(Power Up )通电是Virtex-系列数据老虎钳的通电过程。 其中，内核电压VCCINT1.5V、IOBank 4的VCCO和VCCAUX的供电电压必须大于1.5V。 (2)Clear Configuration Memory清除配

8、置存储器的触发条件是将PROGB引脚设为低电平，将低电平保持在300ns以上。 与FPGA配置无关的所有大头针引脚都保持3个状态，INIT-B和DONE的大头针引脚为低电平。 (将INIT-B引脚初始化为高电平，采样模式控制引脚，读入M2、M1、M0。 初始化过程中使INIT-B保持低电平，可以延迟配置数据的下载处理。 主串行/主选择映射cclkbegins (主串行/主选择映射模式cclk启动)。 (4)加载配置数据帧(配置数据的下载)在配置数据的下载过程中，对配置数据进行CRC检查(CRC Correct )。 如果CRC发生错误，INIT-B端子将重新定径套定为低电平，解老虎钳启动过程结

9、束。 (5)去老虎钳启动(Start -Up) Virtex-系列去老虎钳启动顺序可以通过软件变更，该去奥尔特的启动顺序是降低释放DONE端子的GTS，激活所有的1O大头针端子定径套GWE，将所有的RAM和逻辑单元针织面料图6.1.1 Virtex-系列解码老虎钳的下载配置流程， Virtex-系列解码老虎钳的下载配置模式设定Virtex-系列解码老虎钳为“masterserialprogrammingmode”“masterselectmapprogrammingmode”“slaveserialprogramming 通过设定系列解老虎钳的M2、M1、M0端子的状态，如表6.1.1所示，可

10、决定下载配置模式。表6.1.2 Virtex-系列数据老虎钳的下载配置电路相关的大头针端子、3. Virtex-系列数据老虎钳的下载配置电路设定修订、(1)Virtex-下载配置端子表中表示与Virtex-系列数据老虎钳的下载配置电路相关的大头针端子在Virtex-系列的解老虎钳中，与下载配置相关的大头针端子，一部分是专用大头针端子，另一部分是可作为用户1O使用的多重大头针端子。 考虑到设定的稳定性，建议不要使用该部分多重大头针引脚。 (2)为了保证virtex系列老虎钳的正常通电，Xilinx在virtex数据手册中规定，VCCINT、VCCAUX、Vcco的通电过程必须在1ms以上50m以

11、下关于VCCINT、VCCAUX、Vcco的接通电源顺序没有具体的要求。 通常，在保证VCCINT和Vcco的电气残奥仪表时，如果在VCCINT之后采用Vcco的加电序列，则可以提高FPGA系统的使用稳定性。 (3)在Virtex-下载配置电路设定修改的过程中，首先熟悉下载配置大头针端子和Virtex-电源接通请求，然后按照选择的下载配置模式进行下载配置电路设定修改。 Xilinx公司为不同类型的FPGA解老虎钳提供了相应的下载配置电路，Xilinx公司提供的Virtex-系列解老虎钳下载配置电路如图6.1.2图6.1.9所示。 图6.1.2是使用system ace (systemadvancedconfigurationenvironment )配置Virtex-的下载配置电路，电路是ace控制器(ace单片机) 图6.1.3是在CPLD和PROM中配置Virtex-的下载配置电路图6.1.4是在EPROM中配置Virtex-的下载配置电路图。 图6.1.5是主串行模式配置电路。 图6.1.6是主/从串行模式配置电路。图6.1.7是主选择映射编程模式配置电路。