FPGA主动AS配置详解：过程与EPCS角色

本文将深入探讨FPGA的配置过程，特别是主动（AS）方式，包括其与被动（PS）、JTAG方式的区别，以及EPCS系列在其中的应用。FPGA配置是编程其内部逻辑的关键步骤，对于基于SRAM工艺的FPGA尤其重要，因为每次上电后都需要重新配置。 首先，FPGA配置涉及将外部电路提供的配置数据装载到片内配置RAM中。这个过程由外部电路控制，包括配置RAM的初始化，如设置内部逻辑、寄存器和I/O控制，完成后FPGA进入用户模式，能够执行预设的功能。 FPGA的配置方式主要有三种： 1. **主动串行(AS)方式**：在这种方式下，配置是由下载工具或智能主机通过串行接口进行的。FPGA主动参与，不仅接收配置数据，还可能执行自检或错误校验。这种方式通常用于较新的EPCS系列FPGA，提供更高的速度和可靠性。 2. **JTAG方式**：边界扫描测试接口（JTAG）是一种广泛用于调试和配置FPGA的标准接口，允许通过一组固定引脚实现系统级的配置。FPGA在这种模式下仅作为响应者，不进行数据传输。 3. **被动(Passive)方式**：这是一种不依赖于FPGA自身能力的配置方法。被动方式又分为多个子类型，如被动串行（PS）、快速被动并行（FPP）、被动并行异步（PPA）、被动并行同步（PPS）和被动串行异步（PSA），每种方式的特点和应用场合不同，通常用于简化配置过程，减少对FPGA控制的需求。 EPCS系列是FPGA配置控制器的一种，它专门负责管理和存储配置数据，提供高效的配置解决方案。此外，MAX® II或外部处理器配置控制器以及外部闪存内存也是配置过程中不可或缺的部分，它们共同协作以确保FPGA能够正确地接收到和处理配置信息。 总结来说，FPGA的配置过程是一个精密的过程，不同的方式适应了不同的应用场景和性能需求。理解这些配置方式及其优缺点，有助于在实际设计和应用FPGA时做出明智的选择，并确保设备能够高效稳定地运行。