FPGA通过SPI烧写bin与mcs文件教程

"本文档详细介绍了使用bin文件和mcs文件通过SPI接口将程序烧写到FPGA所连接的flash中的方法。同时，文档还涵盖了如何优化烧写速度和上电后程序加载速度的策略。" 在Xilinx FPGA开发过程中，将设计的逻辑功能烧录到外部flash存储器是常见的步骤，以便于快速启动和重复编程。本文主要讨论了两种不同的烧写方法：使用bin文件和mcs文件，并结合SPI接口进行操作。 **一、bin文件+SPI** 1. **生成bin文件**：在完成FPGA设计并综合生成bit文件后，可以将其转换为bin文件。这可以通过在Xilinx Vivado工具中选择“bitstream setting” -> “bitstream” -> “bin_file”来实现。 2. **烧写过程**：在硬件管理器中连接FPGA，添加配置内存设备，选择对应的flash参数，然后在配置阶段选择bin文件进行下载。 3. **加速加载**：为了提升加载速度，可以调整配置时钟。一种方法是在配置率设置中提高频率，如设置为50MHz，确保它在FPGA和flash支持的范围内。另一种方法是在约束文件中添加相关指令，如`set_property BITSTREAM.GENERAL.COMPRESS TRUE`和`set_property BITSTREAM.CONFIG.CONFIGRATE 50`，以启用bit文件压缩和设定配置时钟频率。 **二、mcs文件+SPI** 1. **设置FPGA参数**：在生成mcs文件之前，需要在Xilinx Vivado中设置一些参数，包括配置电压和配置模式。例如，配置电压应与原理图中FPGA的配置bank电压匹配，配置模式也需要根据CFGBVS选择。 2. **生成mcs文件**：mcs文件包含了配置信息和必要的控制数据，适用于更复杂的烧写场景。具体生成命令未在摘要中提供，通常涉及Vivado的脚本或命令行工具。 3. **SPI配置**：在使用mcs文件时，可能需要进一步设置SPI相关的配置参数，以确保与FPGA和flash设备的兼容性。 通过以上两种方法，开发者可以根据项目需求和硬件条件选择合适的烧写方式。注意，烧写过程中必须确保所有参数设置正确，以防止损坏设备或导致配置失败。同时，优化配置速度可以显著提高系统的启动效率，对于实时性和性能有较高要求的系统尤其重要。