FPGA配置存储器复用：SPI+Flash实现与优化

"基于FPGA的SPI+Flash配置存储器复用的实现-论文" 本文主要探讨了在FPGA（Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）系统中，如何实现SPI（Serial Peripheral Interface，串行外设接口）Flash存储器的复用策略，以提高配置存储器的利用率。FPGA是一种可编程逻辑器件，其内部数据在断电后会丢失，因此配置电路在FPGA系统中起着至关重要的作用，用于在上电时加载配置数据以定义FPGA的逻辑功能。 传统的FPGA配置通常使用专门的配置存储器，如SPI Flash，来存储配置信息。然而，这种配置存储器在系统运行过程中往往处于闲置状态，没有得到充分利用。为了提高资源利用率，该论文提出了一种新的方法，使得SPI Flash在完成FPGA配置任务的同时，还能作为通用存储器来存储用户数据，实现了存储器的复用。 复用SPI Flash的关键在于设计一个能够控制SPI接口的FPGA程序，它需要支持对SPI Flash进行擦除、读取和写入操作。论文中详细介绍了这个SPI接口控制程序的设计和实现过程，并且通过使用ModelSim进行逻辑仿真以及ChipScope进行硬件调试，验证了控制程序的正确性和可靠性。 在复用SPI Flash的方案中，首先，FPGA在启动时从SPI Flash中读取配置数据，完成自身的配置；然后，当配置完成后，该SPI Flash可以被当作普通的数据存储设备，供用户存取数据。这样既满足了FPGA配置的需求，也实现了存储器资源的高效利用，有助于减小系统体积，提高集成度。 此外，文中还对复用配置存储器的可行性进行了分析，指出这种方法能够降低系统成本，简化硬件设计，并且在不影响FPGA正常工作的情况下，提供额外的数据存储功能。通过这样的设计，采集存储系统可以变得更加紧凑，适合于嵌入式应用和便携式设备。 这篇论文深入研究了FPGA系统中SPI Flash的复用技术，提供了详细的理论分析和实际操作步骤，对于优化FPGA系统设计，提升资源利用率具有重要的参考价值。