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打造Altera FPGA下载配置强贴(原创)
youren | 2008-06-02 23:32:27    阅读:27196   发布文章
很多兄弟对于CPLD下JTAG的下载很熟悉了,可转到FPGA来的时候,多多少少有些迷惑,怎么
出现配置芯片了,为什么要用不同的下载电缆,不同的下载模式?我就自己知道的一点东西
谈一些个人的见解,并发一些资料.希望路过的朋友喝个采,版主给点威望.有问题大家也
一起讨论,欢迎拍砖.
 
1.FPGA器件有三类配置下载方式:主动配置方式(AS)和被动配置方式(PS)和最常用
的(JTAG)配置方式。
 
AS由FPGA器件引导配置操作过程,它控制着外部存储器和初始化过程,EPCS系列.如EPC
S1,EPCS4配置器件专供AS模式,目前只支持 Cyclone系列。使用Altera串行配置器件来
完成。Cyclone期间处于主动地位,配置期间处于从属地位。配置数据通过DATA0引脚送
入 FPGA。配置数据被同步在DCLK输入上,1个时钟周期传送1位数据。(见附图)
 
PS则由外部计算机或控制器控制配置过程。通过加强型配置器件(EPC16,EPC8,EPC4)
等配置器件来完成,在PS配置期间,配置数据从外部储存部件,通过DATA0引脚送入FPG
A。配置数据在DCLK上升沿锁存,1个时钟周期传送1位数据。(见附图)
 
JTAG接口是一个业界标准,主要用于芯片测试等功能,使用IEEE Std 1149.1联合边界扫描
接口引脚,支持JAM STAPL标准,可以使用Altera下载电缆或主控器来完成。
 
FPGA在正常工作时,它的配置数据存储在SRAM中,加电时须重新下载。在实验系统中,
通常用计算机或控制器进行调试,因此可以使用PS。在实用系统中,多数情况下必须由
FPGA主动引导配置操作过程,这时FPGA将主动从外围专用存储芯片中获得配置数据,而
此芯片中fpga配置信息是用普通编程器将设计所得的pof格式的文件烧录进去。
 
专用配置器件:epc型号的存储器
 
常用配置器件:epc2,epc1,epc4,epc8,epc1441(现在好象已经被逐步淘汰了)等
 
对于cyclone cycloneII系列器件,ALTERA还提供了针对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,他们只适用于cyclone系列.
 
除了AS和PS等单BIT配置外,现在的一些器件已经支持PPS,FPS等一些并行配置方式,提
升配置了配置速度。当然所外挂的电路也和PS有一些区别。还有处理器配置比如JRUNNE
R 等等,如果需要再baidu吧,至少不下十种。比如Altera公司的配置方式主要有Passi
ve Serial(PS),Active Serial(AS),Fast Passive Parallel(FPP),Passive Parallel  
Synchronous(PPS),Passive Parallel Asynchronous(PPA),Passive Serial Asynchron
ous(PSA),JTAG等七种配置方式,其中Cyclone支持的配置方式有PS,AS,JTAG三种.
 
2 对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,通过一条下载
线进行烧写的话,那么开始的"nCONFIG,nSTATUS"应该上拉,要是考虑多种配置模式,可
以采用跳线设计。让配置方式在跳线中切换,上拉电阻的阻值可以采用10K
 
3,在PS模式下tip:如果你用电缆线配置板上的FPGA芯片,而这个FPGA芯片已经有配置芯片
在板上,那你就必须隔离缆线与配置芯片的信号.(祥见下图).一般平时调试时不会把配置
芯片焊上的,这时候用缆线下载程序.只有在调试完成以后,才把程序烧在配置芯片中, 然
后将芯片焊上.或者配置芯片就是可以方便取下焊上的那种.这样出了问题还可以方便地
调试.
 
  在AS模式下tip: 用过一块板子用的AS下载,配置芯片一直是焊在板子上的,原来AS方
式在用线缆对配置芯片进行下载的时候,会自动禁止对FPGA的配置,而PS方式需要电路
上隔离。
 
4,一般是用jtag配置epc2和flex10k,然后 epc2用ps方式配置flex10k.这样用比较好.(
这是我在网上看到的,可以这样用吗?怀疑中)望达人告知.
 
5,下载电缆,Altera下的下载电缆分为byteblaster和byteblasterMV,以及ByteBlaster  
II,现在还推出了基于USB-blaster.由于BB基本已经很少有人使用,而USB-Blaster现在又
过于昂贵,这里就说一下BBII和 BBMV的区别.
 
BBII支持多电压供电5.5v,3.3v,2.5v,1.8v;
 
BBII支持三种下载模式:AS,可对Altera的As串行配置芯片(EPCS系列)进行编程
 
                    PS,可对FPGA进行配置
 
                  JTAG,可对FPGA,CPLD,即Altera配置芯片(EPC系列)编程
 
    而BBMV只支持PS和JTAG
 
6,一般在做FPGA实验板,(如cyclone系列)的时候,用AS+JTAG方式,这样可以用JTAG方式调
试,而最后程序已经调试无误了后,再用 AS模式把程序烧到配置芯片里去,而且这样有一
个明显的优点,就是在AS模式不能下载的时候,可以利用Quartus自带的工具生成JTAG模式
下可以利用的jic文件来验证配置芯片是否已经损坏,方法祥见附件(这是骏龙的人写的,
摘自咱们的坛子,如有版权问题,包涵包涵).
 
7.Altera的FPGA可以通过单片机,CPLD等加以配置,主要原理是满足datasheet中的时序即
可,这里我就不多说了,有兴趣的朋友可以看看下面几篇文章,应该就能够明白是怎么回事
了.
 
8.配置时,quartus软件操作部分:
 
(1).assignment-->device-->device&pin options-->选择configuration scheme,conf
iguaration mode,configuration device,注
 
意在不支持远程和本地更新的机器中configuration mode不可选择,而configuration d
evice中会根据不同的配置芯片产生pof文件,
 
如果选择自动,会选择最小密度的器件和适合设计
 
(2).可以定义双口引脚在配置完毕后的作用,在刚才的device&pin option-->dual-purp
ose pins-->,可以在配置完毕后继续当I/O口
 
使用
 
(3).在general菜单下也有很多可钩选项,默认情况下一般不做改动,具体用法参见alter
a configuration
 
handbook,volume2,sectionII.
 
(4)关于不同后缀名的文件的适用范围:
 
sof(SRAM Object File)当直接用PS模式下将配置数据下到FPGA里用到,USB BLASTER,MA
STERBLASER,BBII,BBMV适用,quartusII会自
 
动生成,所有其他的配置文件都是由sof生成的.
 
pof(Programmer Object File)也是由quartusII自动生成的,BBII适用,AS模式下将配置
数据下到配置芯片中
 
rbf(Raw Binary File)用于微处理器的二进制文件.在PS,FPP,PPS,PPA配置下有用处
 
rpd(Raw Programing Data File)包含bitstream的二进制文件,可用AS模式配置,只能由
pof文件生成
 
hex(hexadecimal file)这个就不多说了,单片机里很多
 
ttf(Tabular Text File)适用于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)专门用于program,verigy,blank-check
 
jic的用法6楼已经提到,在这里就不多说了
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qingcai [ 匿名]  2008-10-11 07:44:43 

8wy103405  2008-06-05 17:55:50 

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