Xilinx FPGA的配置流程

2021-10-12 10:20:55 字數 1283 閱讀 5436

儘管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:設定、載入、啟動。

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,fpga的上電復位模組將使fpga保持在復位狀態;外部控制prog_b引腳出現乙個低脈衝也可以使fpga保持在復位狀態。

這一步稱為初始化,當fpga復位結束,配置儲存器的內容會被自動清除。在這個步驟中,除配置專用介面外,fpga i/o均被置於高阻態。在整個初始化過程中,init_b引腳被置低並在初始化結束後恢復高電平。如果init_b訊號在外部被拉低,fpga將一直停留在初始化狀態。注意prog_b訊號的脈寬不能太窄。

初始化結束後,init_b訊號回到高電平。fpga開始採集模式選擇引腳m[1:0]和變數選擇引腳vs。如果為主動模式,fpga很快就會給出有效的cclk。vs訊號只在主動bpi及其spi模式中生效。此時,fpga開始在配置時鐘的上公升沿對配置資料進行取樣。

每乙個fpga配置資料流都有乙個同步頭,它是一段特殊的同步字。同步字主要用於幫助fpga確定正確的資料位置。同步字之前的配置資料都會被fpga忽略,也就是fpga僅僅在同步化之後才正式開始接收配置資料。一般而言,同步字都是由0/1數目相同的二進位制數組成的,如spartan3為aa995566。

fpga同步化後,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位的特徵值和4位掩碼。特徵值包括廠商資訊,器件族,器件規模等。當器件id檢查遇到問題時,fpga會將內部暫存器的第一位id_err置高,軟體也會顯示錯誤資訊。

在id檢查順利通過後,fpga開始載入配置資料。

在載入資料過程中,fpga會對每一幀資料進行crc校驗。如果失敗,fpga會將init_b訊號拉低並終止配置過程。

fpga配置資料載入完後,fpga進入啟動序列。啟動序列事件的預設順序為先釋放done引腳,然後啟用i/o,最後啟動寫使能。實際使用中,可以通過bitgen引數對啟動順序進行設定來滿足不同的需求。

啟動序列內容

階段bitgen選項

等待dcm鎖定

1~6lck_cycle

等待dci匹配

1~6match_cycle

啟動全域性寫使能,允許內部時序元件翻轉

1~6gwe_cycle

釋放io三態,啟用io

1~6gts_cycle

釋放done引腳

1~6done_cycle

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