FPGA器件配置模式
出處:child_hood 發(fā)布于:2008-09-16 14:46:58
只有成功配置可編程邏輯器件FPGA之后,器件才能正常工作。Xilinx FPGA的配置有3種模式,分別為并行(SelectMap)、串行(Serial)和邊界掃描(Boundary Scan)模式。當然Virtex-5和Spartan-3E/3A的器件有更多的配置模式,如SPIFash配置和SPIFash配置。根據(jù)配置時鐘的來源,串行模式又分成主串(Master Serial)和從串(Slave Serial)模式,模式選擇由器件的3個控制引腳MO、M1和M2來完成。豸了保證數(shù)據(jù)的正確配置,必須設(shè)置正確的配置模式。用來存放配置數(shù)據(jù)的器件有XC17系列(OTP)、XC18系列(Flash)和新一代的Platform Fash系列配置器件,以及通用的SPI和BPI Flash。以下的配置示意圖都以Spartan-3器件為例,而Xilinx的其他FPGA器件配置連接圖與此基本相同。
(1)并行模式
為了實現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速加載,Xilinx在FPGA器件中增加了并行模式。該模式為8位配置數(shù)據(jù)寬度,需要8位數(shù)據(jù)線D7~DO。此外,還有低電平有效的芯片選擇信號(CS_B)、電平有效的寫信號(RDWR_B)及高電平有效的忙信號(BUSY)。當BUSY信號為高時,表示器件忙。即不能執(zhí)行下一步的寫操作,需要等待,直到該信號腳為低時止。對于50 MHz以下的配置時鐘,該控制信號可以不用。當配置完成后,這些多功能引腳可作為普通輸入/輸出線使用,該模式需要輔助控制邏輯和配置時鐘。并行模式又可以細分成主并行模式和從(Slave)并行模式,當需要對多個器件進行并行配置時,需選擇從并行模式,如圖1所示;當僅對單個器件進行并行配置時,需選擇主(Master)并行配置模式,如圖2所示。

圖1 從并行配置模式

圖2 主并行配置模式
(2)串行配置
串行配置即每個時鐘僅接收一位配置數(shù)據(jù),可分為主串和從串兩種模式。如果配置的時鐘信號來自所需配置的FPGA器件,則為主串模式;由外部器件提供配置時鐘,這種配置模式為從串模式。對于多個采用串行配置方案的器件,可以組成菊花鏈(daisy-chains)的形式,即一片F(xiàn)PGA設(shè)置成主模式用來產(chǎn)生配置時鐘。其余的器件設(shè)置成從模式,并且將上的數(shù)據(jù)輸出(DOUT)與下的數(shù)據(jù)輸入(DIN)連接起來,如圖3所示。在進行FPGA調(diào)試時,如果需要用電纜通過從串方式進行FPGA的配置,必須選擇從串模式。

圖3 串行菊花鏈配置連接
(3)邊界掃描配置
邊界掃描方式采用JTAG標準,因此有時也稱為“JTAG配置模式”。該模式只有4條專用配置信號線,分別為TCK(時鐘)、TDI(數(shù)據(jù)輸入)、TDO(數(shù)據(jù)輸出)及TMS(狀態(tài)和控制)。該模式類似于從串模式。凡是符合JTAG接口標準的器件都可以放在JTAG鏈路中。
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