1、第 5章 FPGA配置方式和配置 过 程- 片上系 统 嵌入式基 础 教程 郑 州 大学出版社出版郑 州坤升 电 子技 术 有限公司徐江峰 等 编 著本章将首先介 绍 FPGA配置方式和配置 过 程 ，然后 简单介 绍 了 配置芯片 、 配置文件的种 类 以及 配置 电 路 设计 要点 ，本章最后 讲 述了 配置文件下 载 、 Flash编 程 等方面的内容，其中 Flash编 程包括 NOR Flash的 编 程、 EPCS的 编 程。通过 本章的内容 读 者将理解并掌握 FPGA配置以及 Flash编 程、NiosII程序装 载 等的相关内容。 主要内容第 5章 目 录n 5.1 FPGA
2、配置 n 5.2 Cyclone及 Cyclone II FPGA配置n 5.3 配置芯片n 5.4 配置的 软 件 设 置n 5.5 配置文件n 5.6 配置可靠性及 电 路 设计 注意事 项n 5.7 下 载 配置文件到 FPGAn 5.8 下 载 配置文件到 EPCSn 5.9 IDE Flash Programmer介 绍n 5.10 用 户 程序引 导n 5.11 使用 IDE Flash Programmer 编 程n 5.12 创 建目 标 板 Flash编 程 设计第 5章 目 录n 5.1 FPGA配置 n 5.2 Cyclone及 Cyclone II FPGA配置n 5.
3、3 配置芯片n 5.4 配置的 软 件 设 置n 5.5 配置文件n 5.6 配置可靠性及 电 路 设计 注意事 项n 5.7 下 载 配置文件到 FPGAn 5.8 下 载 配置文件到 EPCSn 5.9 IDE Flash Programmer介 绍n 5.10 用 户 程序引 导n 5.11 使用 IDE Flash Programmer 编 程n 5.12 创 建目 标 板 Flash编 程 设计5.1 FPGA配置配置 (configuration)是 对 FPGA的内容 进 行 编 程的 过程。每次上 电 后都需要 进 行配置是基于 SRAM工 艺 FPGA的一个特点，也可以 说
4、是一个缺点。 FPGA配置 过 程如下：FPGA配置器件外部 电 路将 配置数据载 入 片内配置 RAM中外部 电 路FPGA配置完成配置RAM 配置 RAM中的 配置数据 ：用于控制 FPGA内部可 编 程的 内部 逻辑 、 内部寄存器和 I/O寄存器初始化 ， I/O驱动 器使能 等。之后 FPGA进 入用 户 模式。5.1 FPGA配置n FPGA配置方式根据 FPGA在配置 电 路中的角色，可以将配置方式分 为 三 类 ：1.FPGA主 动 串行 (AS)方式 2. JTAG方式 3. FPGA被 动 (Passive)方式EPCS系列配置数据FPGA主 动 串行 (AS)方式1下 载
5、 工具或智能主机JTAG方式2EPC系列FPGA仅输 出响 应 信号FPGAFPGA被 动 (Passive)方式35.1 FPGA配置n FPGA配置方式根据 FPGA在配置 电 路中的角色，可以将配置方式分 为 三 类 ：1.FPGA主 动 串行 (AS)方式 2. JTAG方式 3. FPGA被 动 (Passive)方式EPCS系列配置数据FPGA主 动 串行 (AS)方式1下 载 工具或智能主机JTAG方式2EPC系列FPGA仅输 出响 应 信号FPGAFPGA被 动 (Passive)方式3被 动 方式可分 为 下列几种方式：被 动 串行方式（ PS）快速被 动 并行（ FPP）方
6、式被 动 并行异步（ PPA）方式被 动 并行同步（ PPS）方式被 动 串行异步（ PSA）方式5.1 FPGA配置配置方式 器件 类别Stratix II Stratix ,Stratix GX Cyclone II Cyclone APEX IIAPEX20K,APEX20KE,APEX20KCMercury ACEX 1KFLEX10K,FLEX10KE,FLEX10KAFLEX6000被 动 串行（ PS） 主 动 串行 (AS) 快速被 动 并行（ FPP） 被 动 并行同步（ PPS） 被 动 并行异步（ PPA） 被 动 串行异步（ PSA） JTAG 仅 支持 边界 扫 描
7、测试Altera FPGA配置方式列表5.1 FPGA配置Cyclone FPGA配置方式表配 置 方 式 描 述主 动 串行配置 (AS) 采用串行配置器件（ EPCS1、 EPCS4、 EPCS16、 EPCS64）被 动 配置（ PS）1采用 专 用配置器件（ EPC1、 EPC2、 EPC4、 EPC8、EPC16）；2采用配置控制器（ 单 片机、 CPLD等）配合 Flash；3下 载电缆 。JTAG配置 通 过 JTAG进 行配置5.1 FPGA配置n FPGA配置 过 程FPGA的配置包括 3各 阶 段： 复位 、 配置 和 初始化 。复位 配置 初始化 进 入用 户 模式配置 过 程波形 图
