FPGA配置文件(JIC)固化教程：持久化存储方法

"芯航线FPGA学习套件配置文件(JIC文件)固化教程" 本文主要讨论的是FPGA（Field-Programmable Gate Array）的配置文件固化过程，特别针对芯航线的FPGA学习套件，使用JIC（JTAG Image Configuration）文件进行固化的教程。在了解FPGA的固化之前，我们先来看看单片机（MCU）的程序存储原理。在MCU中，程序固件被烧写到片上程序存储器ROM，通常是FLASH存储器，使得程序能在断电后仍然保持，重新上电后继续运行。 FPGA与MCU不同，它采用基于SRAM（Static Random-Access Memory）的查找表进行逻辑配置。这种结构的优点在于能快速重构逻辑，但缺点是SRAM的数据在断电后会丢失。因此，当我们使用JTAG（Joint Test Action Group）接口将.SOF（System Object File）配置文件下载到FPGA中，一旦电源断开，配置数据就会消失，导致FPGA在下次上电时无法运行之前下载的固件。 为了实现FPGA的固态配置，即上电后自动加载有效的配置数据，采用了一种叫做主动串行配置的方法。这种方法需要在FPGA外部添加一个非易失性存储器，如EPCS（Enhanced Parallel Configuration System）、QFLASH或并口FLASH，来保存设计的电路固件。FPGA内部有专门的硬件电路，在启动时自动从这个外部存储器读取固件，配置到每个SRAM单元中。这种配置方式使得FPGA在不改变其查找表结构的前提下，能确保每次上电都有正确的配置数据。 传统的Altera FPGA通常推荐使用其专有的EPCS芯片作为配置器件，这是一种SPI（Serial Peripheral Interface）接口的串行FLASH，经过了Altera的严格验证。然而，随着技术的进步，其他厂商生产的SPI接口FLASH芯片也能满足EPCS的技术标准，因此Altera放宽了限制，允许使用第三方芯片替代EPCS。芯航线的starterboard就采用了这样的非EPCS SPI接口的FLASH芯片来实现FPGA的配置。 JIC文件是用于JTAG配置的一种格式，它包含了完整的配置数据，可用于通过JTAG链路将配置数据加载到FPGA的外部配置芯片中。固化JIC文件的过程涉及到将JIC文件编程到SPI FLASH中，然后在FPGA上电时，通过SPI接口读取这些数据，完成配置。这一过程对于批量生产及部署FPGA系统至关重要，因为它确保了设备在无须额外编程设备的情况下就能正常工作。 FPGA的配置文件固化是通过外部非易失性存储器，如SPI FLASH，配合主动串行配置机制来实现的。JIC文件则扮演了将设计逻辑保存并加载到FPGA的角色。芯航线的FPGA学习套件提供的教程，旨在帮助用户理解和掌握这一关键的FPGA配置技术。