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1.FPGA器件有三類配置下載方式：主動(dòng)配置方式（AS）和被動(dòng)配置方式（PS）和最常用的(JTAG)配置方式。 AS由FPGA器件引導(dǎo)配置操作過程，它控制著外部存儲(chǔ)器和初始化過程，EPCS系列.如EPCS1,EPCS4配置器件專供AS模式，目前只支持 Cyclone系列。使用Altera串行配置器件來完成。Cyclone期間處于主動(dòng)地位，配置期間處于從屬地位。配置數(shù)據(jù)通過DATA0引腳送入 FPGA。配置數(shù)據(jù)被同步在DCLK輸入上，1個(gè)時(shí)鐘周期傳送1位數(shù)據(jù)。(見附圖) PS則由外部計(jì)算機(jī)或控制器控制配置過程。通過加強(qiáng)型配置器件（EPC16，EPC8，EPC4）等配置器件來完成，在PS配置期間，配置數(shù)據(jù)從外部儲(chǔ)存部件，通過DATA0引腳送入FPGA。配置數(shù)據(jù)在DCLK上升沿鎖存，1個(gè)時(shí)鐘周期傳送1位數(shù)據(jù)。(見附圖) JTAG接口是一個(gè)業(yè)界標(biāo)準(zhǔn),主要用于芯片測試等功能,使用IEEE Std 1149.1聯(lián)合邊界掃描接口引腳，支持JAM STAPL標(biāo)準(zhǔn)，可以使用Altera下載電纜或主控器來完成。 FPGA在正常工作時(shí)，它的配置數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在SRAM中，加電時(shí)須重新下載。在實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中，通常用計(jì)算機(jī)或控制器進(jìn)行調(diào)試，因此可以使用PS。在實(shí)用系統(tǒng)中，多數(shù)情況下必須由FPGA主動(dòng)引導(dǎo)配置操作過程，這時(shí)FPGA將主動(dòng)從外圍專用存儲(chǔ)芯片中獲得配置數(shù)據(jù)，而此芯片中fpga配置信息是用普通編程器將設(shè)計(jì)所得的pof格式的文件燒錄進(jìn)去。 專用配置器件：epc型號的存儲(chǔ)器 常用配置器件：epc2,epc1,epc4,epc8,epc1441(現(xiàn)在好象已經(jīng)被逐步淘汰了)等 對于cyclone cycloneII系列器件,ALTERA還提供了針對AS方式的配置器件,EPCS系列.如EPCS1,EPCS4配置器件也是串行配置的.注意,他們只適用于cyclone系列. 除了AS和PS等單BIT配置外，現(xiàn)在的一些器件已經(jīng)支持PPS，F(xiàn)PS等一些并行配置方式，提升配置了配置速度。當(dāng)然所外掛的電路也和PS有一些區(qū)別。還有處理器配置比如JRUNNER 等等，如果需要再baidu吧，至少不下十種。比如Altera公司的配置方式主要有Passive Serial(PS),Active Serial(AS),Fast Passive Parallel(FPP),Passive Parallel Synchronous(PPS),Passive Parallel Asynchronous(PPA),Passive Serial Asynchronous(PSA),JTAG等七種配置方式，其中Cyclone支持的配置方式有PS，AS，JTAG三種. 2 對FPGA芯片的配置中，可以采用AS模式的方法，如果采用EPCS的芯片，通過一條下載線進(jìn)行燒寫的話，那么開始的"nCONFIG,nSTATUS"應(yīng)該上拉，要是考慮多種配置模式，可以采用跳線設(shè)計(jì)。讓配置方式在跳線中切換,上拉電阻的阻值可以采用10K 3,在PS模式下tip:如果你用電纜線配置板上的FPGA芯片,而這個(gè)FPGA芯片已經(jīng)有配置芯片在板上,那你就必須隔離纜線與配置芯片的信號.(祥見下圖).一般平時(shí)調(diào)試時(shí)不會(huì)把配置芯片焊上的,這時(shí)候用纜線下載程序.只有在調(diào)試完成以后,才把程序燒在配置芯片中, 然后將芯片焊上.或者配置芯片就是可以方便取下焊上的那種.這樣出了問題還可以方便地調(diào)試. 在AS模式下tip: 用過一塊板子用的AS下載，配置芯片一直是焊在板子上的，原來AS方式在用線纜對配置芯片進(jìn)行下載的時(shí)候，會(huì)自動(dòng)禁止對FPGA的配置，而PS方式需要電路上隔離。 4，一般是用jtag配置epc2和flex10k,然后 epc2用ps方式配置flex10k.這樣用比較好.（這是我在網(wǎng)上看到的,可以這樣用嗎?懷疑中）望達(dá)人告知. 5,下載電纜,Altera下的下載電纜分為byteblaster和byteblasterMV,以及ByteBlaster II,現(xiàn)在還推出了基于USB-blaster.由于BB基本已經(jīng)很少有人使用,而USB-Blaster現(xiàn)在又過于昂貴,這里就說一下BBII和 BBMV的區(qū)別. BBII支持多電壓供電5.5v,3.3v,2.5v,1.8v; BBII支持三種下載模式:AS,可對Altera的As串行配置芯片(EPCS系列)進(jìn)行編程 PS,可對FPGA進(jìn)行配置 JTAG,可對FPGA,CPLD,即Altera配置芯片(EPC系列)編程 而BBMV只支持PS和JTAG 6,一般在做FPGA實(shí)驗(yàn)板,(如cyclone系列)的時(shí)候,用AS+JTAG方式,這樣可以用JTAG方式調(diào)試,而最后程序已經(jīng)調(diào)試無誤了后,再用 AS模式把程序燒到配置芯片里去,而且這樣有一個(gè)明顯的優(yōu)點(diǎn),就是在AS模式不能下載的時(shí)候,可以利用Quartus自帶的工具生成JTAG模式下可以利用的jic文件來驗(yàn)證配置芯片是否已經(jīng)損壞,方法祥見附件(這是駿龍的人寫的,摘自咱們的壇子,如有版權(quán)問題,包涵包涵). 7.Altera的FPGA可以通過單片機(jī),CPLD等加以配置,主要原理是滿足datasheet中的時(shí)序即可,這里我就不多說了,有興趣的朋友可以看看下面幾篇文章,應(yīng)該就能夠明白是怎么回事了. 8.配置時(shí),quartus軟件操作部分： (1).assignment-->device-->device&pin options-->選擇configuration scheme,configuaration mode,configuration device,注意在不支持遠(yuǎn)程和本地更新的機(jī)器中configuration mode不可選擇,而configuration device中會(huì)根據(jù)不同的配置芯片產(chǎn)生pof文件,如果選擇自動(dòng),會(huì)選擇最小密度的器件和適合設(shè)計(jì) (2).可以定義雙口引腳在配置完畢后的作用,在剛才的device&pin option-->dual-purpose pins-->,可以在配置完畢后繼續(xù)當(dāng)I/O口使用 (3).在general菜單下也有很多可鉤選項(xiàng),默認(rèn)情況下一般不做改動(dòng),具體用法參見altera configuration handbook,volume2,sectionII. (4)關(guān)于不同后綴名的文件的適用范圍: sof(SRAM Object File)當(dāng)直接用PS模式下將配置數(shù)據(jù)下到FPGA里用到,USB BLASTER,MASTERBLASER,BBII,BBMV適用,quartusII會(huì)自動(dòng)生成,所有其他的配置文件都是由sof生成的. pof(Programmer Object File)也是由quartusII自動(dòng)生成的,BBII適用,AS模式下將配置數(shù)據(jù)下到配置芯片中rbf(Raw Binary File)用于微處理器的二進(jìn)制文件.在PS,FPP,PPS,PPA配置下有用處rpd(Raw Programing Data File)包含bitstream的二進(jìn)制文件,可用AS模式配置,只能由pof文件生成hex(hexadecimal file)這個(gè)就不多說了,單片機(jī)里很多ttf(Tabular Text File)適用于FPP,PPS,PPA,和bit-wide PS配置方式 sbf(Serial Bitstream File)用PS模式配置Flex 10k和Flex6000的jam(Jam File)專門用于program,verigy,blank-checkjic的用法6樓已經(jīng)提到,在這里就不多說了 ALTERA CPLD器件的配置與下載 一、 配置方式 ALTERA CPLD器件的配置方式主要分為兩大類：主動(dòng)配置方式和被動(dòng)方式。主動(dòng)配置方式由CPLD器件引導(dǎo)配置操作過程，它控制著外部存儲(chǔ)器和初始化過程；而被動(dòng)配置方式由外部計(jì)算機(jī)或控制器控制配置過程。根據(jù)數(shù)據(jù)線的多少又可以將CPLD器件配置方式分為并行配置和串行配置兩類。經(jīng)過不同組合就得到四種配置方式：主動(dòng)串行配置（AS）、被動(dòng)串行（PS）、被動(dòng)并行同步（PPS）、被動(dòng)并行異步（PPA）。我們沒有必要對每一種配置方式都進(jìn)行講述，而是詳細(xì)地來講講我們實(shí)驗(yàn)室中經(jīng)常使用的方式：被動(dòng)串行配置方式(PS)。 以FLEX10K器件為例，我們首先對PS方式中使用到的引腳有個(gè)了解，它的主要配置引腳如下： MSEL1、MSEL0：輸入；接地。 nSTATUS：雙向漏極開路；命令狀態(tài)下器件的狀態(tài)輸出。加電后，F(xiàn)LEX10K立即驅(qū)動(dòng)該引腳到低電位，然后在100ms內(nèi)釋放掉它，nSTATUS必須經(jīng)過1.0k電阻上拉到Vcc，如果配置中發(fā)生錯(cuò)誤，F(xiàn)LEX10K將其拉低。 nCONFIG：輸入；配置控制輸入。低電位使FLEX10K器件復(fù)位，在由低到高的跳變過程中啟動(dòng)配置。 CONF_DONE：雙向漏極開路；狀態(tài)輸出。在配置期間，F(xiàn)LEX10K將其驅(qū)動(dòng)為低。所有配置數(shù)據(jù)無誤差接收后，F(xiàn)LEX10K將其置為三態(tài)，由于有上拉電阻，所以將變?yōu)楦唠娖剑硎九渲贸晒Α?br /> 狀態(tài)輸入。輸入高電位引導(dǎo)器件執(zhí)行初始化過程并進(jìn)入用戶狀態(tài)。 CONF_DONE必須經(jīng)過1.0k電阻上拉到Vcc，而且可以將外電路驅(qū)動(dòng)為低以延時(shí)FLEX10K初始化過程。 DCLK：輸入；為外部數(shù)據(jù)源提供時(shí)鐘。 nCE：輸入；FLEX10K器件使能輸入，nCE為低時(shí)使能配置過程，而且為單片配置時(shí)，nCE必須始終為低。 nCEO：輸出（專用于多片器件）；FLEX10K配置完成后，輸出為低。在多片級聯(lián)配置時(shí)，驅(qū)動(dòng)下一片的nCE端。 DATA0：輸入；數(shù)據(jù)輸入，在DATA0引腳上的一位配置數(shù)據(jù)。 在被動(dòng)串行配置（PS）方式中，由ByteBlaster、FLEX下載電纜或微處理器產(chǎn)生一個(gè)由低到高的跳變送到nCONFIG引腳，然后微處理器或編程硬件將配置數(shù)據(jù)送到DATA0引腳，該數(shù)據(jù)鎖存至CONF_DONE變?yōu)楦唠娢唬窍葘⒚孔止?jié)的最低位LSB送到FLEX10K器件。CONF_DONE變?yōu)楦唠娢缓螅珼CLK必須多余的10個(gè)周期來初始化該器件，器件的初始化是由下載電纜自動(dòng)執(zhí)行的。在PS方式中沒有握手信號，所以配置時(shí)鐘的工作頻率必須低于10MHz。 在多器件PS方式下，第一片F(xiàn)LEX10K的nCEO引腳級聯(lián)到下一片F(xiàn)LEX10K的nCE引腳。在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)，第二個(gè)FLEX10K器件開始配置，因此，對于微處理器或控制器來說，要轉(zhuǎn)移的數(shù)據(jù)是透明的，電路如圖1。 二、下載電纜ByteBlaster原理(PS方式) ByteBlaster下載電纜由以下幾部分組成： 與PC機(jī)并口相連的25針插頭；與PCB板插座相連的10針插頭；25針到10針的變換電路。 ByteBlaster有兩種配置模式： 被動(dòng)串行模式（PS）——常用來配置重構(gòu)ACEX1K,APEX20K,FLEX10K，F(xiàn)LEX6000等系列器件。 邊界掃描模式（JTAG）——具有邊界掃描電路的配置重構(gòu)或在線編程。 1. ByteBlaster25針插頭 ByteBlaster與PC機(jī)并口相連的是一個(gè)25針的插頭，它們的管腳對應(yīng)關(guān)系參見altera網(wǎng)站上的ByteBlaster數(shù)據(jù)手冊。 2. ByteBlaster10針插頭 ByteBlaster10針插頭是與PCB板上的10針插座連接的，各引腳對應(yīng)關(guān)系參見altera網(wǎng)站上的ByteBlaster數(shù)據(jù)手冊。 3. ByteBlaster的數(shù)據(jù)變換電路 在ByteBlaster下載電纜中，其變換電路實(shí)際上就是只有一個(gè)74LS244和N個(gè)電阻，其原理圖如圖2。 
三、基于差分的下載電纜 在上面所述的下載電纜中，用于短距離的下載不會(huì)有什么問題；但是，當(dāng)我們進(jìn)行稍微長一點(diǎn)距離的下載時(shí)，電路就不能正常運(yùn)行了。為了解決這一問題，我們提出了基于差分傳輸?shù)南螺d電纜，并經(jīng)過實(shí)踐得以實(shí)現(xiàn)了。 在前面講述的下載電纜中出現(xiàn)的問題主要是由于線路變長后，驅(qū)動(dòng)能力下降造成電路的非正常運(yùn)行；我們的著眼點(diǎn)就在于增強(qiáng)電路的傳輸能力，避免電路驅(qū)動(dòng)能力的下降。差分傳輸是靠電流方式工作的，其傳輸能力相當(dāng)強(qiáng)，將其應(yīng)用于下載電纜中是一種不錯(cuò)的選擇。 基于差分傳輸?shù)南螺d電纜與前面所述下載電纜的不同在于第三部分——25針到10針的變換電路，其它部分一樣。我們只對不同部分進(jìn)行講述。 差分傳輸?shù)脑韴D如圖3。
首先，在發(fā)送端將信號變換為差分信號，進(jìn)行傳輸；然后，在接受端將差分信號還原為初始信號。 由此我們得到基于差分傳輸?shù)南螺d電纜框圖如圖4所示。
在該設(shè)計(jì)中，下載電纜的工作條件與前面的工作條件相同。我們用5米長的信號線，電路工作得相當(dāng)穩(wěn)定。根據(jù)實(shí)際需要，信號線還可以加長 |
