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基于ARM的FPGA加载配置实现方案
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更新于2023-06-06
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基于SRAM工艺FPGA在每次上电后需要进行配置,通常情况下FPGA的配置文件由片外专用的EPROM来加载。这种传统配置方式是在FPGA的功能相对稳定的情况下采用的。在系统设计要求配置速度高、容量大、以及远程升级时,这种方法就显得很不实际也不方便。本文介绍了通过ARM对可编程器件进行配置的的设计和实现。
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基于基于ARM的的FPGA加载配置实现方案加载配置实现方案
基于SRAM工艺FPGA在每次上电后需要进行配置,通常情况下FPGA的配置文件由片外专用的EPROM来加
载。这种传统配置方式是在FPGA的功能相对稳定的情况下采用的。在系统设计要求配置速度高、容量大、以及
远程升级时,这种方法就显得很不实际也不方便。本文介绍了通过ARM对可编程器件进行配置的的设计和实
现。
引言 引言
基于SRAM工艺
1 配置原理与方式配置原理与方式
1.1配置原理配置原理
在FPGA正常工作时,配置数据存储在SRAM单元中,这个SRAM单元也被称为配置存储器(Configuration RAM)。由于
SRAM是易失性的存储器,因此FPGA在上电之后,外部电路需要将配置数据重新载入到片内的配置RAM中。在芯片配置完成
后,内部的寄存器以及I/O管脚必须进行初始化。等初始化完成以后,芯片才会按照用户设计的功能正常工作。
1.2配置方式配置方式
根据FPGA在配置电路中的角色,其配置数据可以使用3种方式载入到目标器件中:
·FPGA主动(Active)方式;
·FPGA 被动(Passive)方式;
·JT
AG 方式;
在FPGA 主动方式下,由目标FPGA来主动输出控制和同步信号(包括配置时钟)给专用的一种串行配置芯片,在配置芯
片收到命令后,就把配置数据发到FPGA,完成配置过程。在被动方式下,由系统中的其他设备发起并控制配置过程,FPGA
只输出一些状态信号来配合配置过程。被动方式包括被动串行PS(Passive Serial )、快速被动并行FPP(Fast Passive
Parallel)、被动并行同步PPS(Passive Parallel Serial)、被动并行异步PPA(Passive Parallel Asynchronous)、以及被动
串行异步PSA(Passive Serial Asynchronous)。JTAG是IEEE 1149.1边界扫描测试的标准接口。从JTAG接口进行配置可以
使用Altera的下载电缆,通过Quartus工具下载,也可以采用微处理器来模拟JTAG时序进行配置。
2硬件电路设计硬件电路设计
AT91
在配置FPGA时,首先需要将年nCONFIG拉低(至少40us), 然后拉高。当nCONFIG被拉高后,FPGA的nSTATUS也将
变高,表示这时已经可以开始配置,外部电路就可以用DCLK的时钟上升沿一位一位地将配置数据写进FPGA中。当最后一个
比特数据写入以后,CONFIG_DONE管脚被FPGA释放,被外部的上拉电阻拉高,FPGA随即进入初始化状态。

















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