XILINX FPGA配置流程详解

"XILINX FPGA硬件设计总结" Xilinx FPGA的配置流程是其硬件设计中的关键环节，涉及多个步骤以确保正确无误地加载和启动逻辑功能。以下是详细的配置流程概述： 1. **设置阶段**： - **复位开始**：在上电或通过外部PROG_B引脚触发低脉冲，FPGA进入复位状态。上电复位模块确保FPGA在电压达到工作范围前保持复位。 - **初始化**：复位结束后，配置存储器的内容被清除，所有I/O端口除了配置接口外，都置为高阻态。INIT_B引脚被拉低，表明初始化开始，如果外部保持INIT_B低，FPGA将保持初始化状态。 2. **加载阶段**： - **采样控制信号**：INIT_B恢复高电平，FPGA开始采样模式选择引脚M[1:0]和变量选择引脚VS。在主动模式下，CCLK有效，VS仅在主动BPI和SPI模式中发挥作用。 - **同步化**：FPGA利用同步头（如Spartan3的AA995566）来定位配置数据的起始点，确保数据传输的准确性。 - **ID检查**：FPGA检查配置流中的器件ID，与自身ID对比，防止配置错误的器件。28位特征值和4位掩码包含厂商、器件家族和规模信息。ID匹配失败时，ID_Err标志会被置高。 3. **启动内容加载**： - **配置数据加载**：ID检查成功后，FPGA开始加载配置数据，这些数据定义了FPGA内部逻辑的连接和功能。 - **CRC校验**：在加载过程中，FPGA执行CRC校验以确认数据的完整性。任何帧数据的CRC错误会导致配置终止，INIT_B被拉低。 4. **启动序列**： - **启动事件**：配置完成后，FPGA进入启动序列，依次释放DONE引脚、激活I/O和启动写使能。启动顺序可根据BitGen参数定制以适应不同应用场景。 Xilinx 7系列FPGA在此基础上可能有特定的配置模式和优化，但基本的配置流程与上述描述一致。理解这个过程对于调试、验证和优化FPGA设计至关重要，因为正确的配置是确保FPGA正常工作的前提。在设计中，必须注意每个步骤的细节，例如信号的时序、同步头的匹配以及错误检测机制，以确保可靠性和稳定性。