基于對EPCS在線編程的FPGA可重構(gòu)方法
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(2)主機通過儀器接口向DSP器件發(fā)送所需要的重構(gòu)數(shù)據(jù)，并存儲在DSP器件的數(shù)據(jù)存儲區(qū)內(nèi)。經(jīng)實驗分析，Quartus軟件生成的pof格式文件數(shù)據(jù)并不能直接寫入EPCS配置芯片，而是需要進行一定方式的格式轉(zhuǎn)換，然后才能重新組合成需要下載到EPCS配置芯片的數(shù)據(jù)流。所以，需要在DSP內(nèi)做一步數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的操作。
(3)在對EPCS配置芯片進行數(shù)據(jù)寫入以前，先要將其內(nèi)部的原有數(shù)據(jù)擦除掉。所以，這一步的任務(wù)是向EPCS配置芯片發(fā)送控制命令，并打開寫使能，隨后發(fā)送擦除命令，將EPCS原有數(shù)據(jù)擦除。要注意的是，擦除時間必須大于3 s，否則不能完成擦除操作。
(4)為了確認擦除操作是否已操作成功，可以執(zhí)行一次讀狀態(tài)控制命令。讀狀態(tài)命令也需要先打開寫使能，再發(fā)送讀狀態(tài)命令。如果擦除過程正在進行，則DATA信號線上會返回0000 0001的數(shù)據(jù)，擦除操作完成后，DATA信號線上將返回0000 0000的數(shù)據(jù)，此時便可以進行下一步的工作。
(5)當確認擦除操作完成后，就可以進行EPCS配置芯片的數(shù)據(jù)寫入操作了。數(shù)據(jù)的寫入需要按幀依次寫入到對應(yīng)的存儲地址，數(shù)據(jù)存儲的首地址為0000 0000。
(6)所需的配置數(shù)據(jù)流發(fā)送完畢后，可發(fā)送控制命令以使CPLD器件釋放對EPCS配置芯片的控制權(quán)，即置nCS、DCLK、ASDI、DATA信號線為高阻狀態(tài)，并將nCONFIG信號線由低電平置為高電平，nCE信號線置為由高電平置為低電平。一旦FPGA器件接手EPCS配置芯片的控制權(quán)，在檢測到nCONFIG信號線的上升沿后，FPGA將下載EPCS配置芯片內(nèi)的數(shù)據(jù)進行重新配置，此過程與系統(tǒng)上電時的配置過程相同。經(jīng)過上述一系列的操作，便可實現(xiàn)一次FP-GA的重構(gòu)過程。
2．4 系統(tǒng)設(shè)計特點
本文所述的FPGA可重構(gòu)設(shè)計方案可以在系統(tǒng)不關(guān)電的情況下進行重構(gòu)過程，這樣就不會影響系統(tǒng)其它部分電路正在進行的工作，極大地方便了用戶的實際應(yīng)用。當一次用戶所需的配置完成后，系統(tǒng)下次上電后就會自動執(zhí)行最后一次所重構(gòu)的工作模式，不必每次上電進行重構(gòu)工作。本文引用地址：http://www.butianyuan.cn/article/191863.htm
3 可重構(gòu)設(shè)計的驗證
圖4所示是按照本系統(tǒng)設(shè)計的步驟要求，在數(shù)字化儀平臺上對可重構(gòu)系統(tǒng)進行全面測試的部分重構(gòu)波形變化圖，以此完成對主控邏輯功能的FPGA器件EP1C6Q24017的功能重構(gòu)實驗驗證。
圖4中所有波形圖的上面位置顯示的均為時鐘信號波形，其中圖4 (a)所示是打開EPCS配置芯片寫使能時，發(fā)送控制字的時序圖，圖中下面位置的波形為ASDO數(shù)據(jù)線上的信號，指示寫使能控制字為“06”；圖4(b)所示是讀寫使能的狀態(tài)時序圖，圖中下面位置的波形為DATA0數(shù)據(jù)線上讀取的信號，指示狀態(tài)寄存器為“02”；圖4(c)所示是對EPCS配置芯片進行擦除操作的時序圖，圖中下面位置的波形為ASDO數(shù)據(jù)線上的信號，指示擦除控制字為“C7”；圖4(d)所示是讀擦除操作的狀態(tài)時序圖，圖中下面位置的波形為DATA0數(shù)據(jù)線上讀取的信號，指示狀態(tài)寄存器為“03”；圖4(e)所示是對EPCS配置芯片進行寫數(shù)據(jù)操作的時序圖，圖中下面位置的波形為ASDO數(shù)據(jù)線上的信號，指示寫數(shù)據(jù)命令為“02”；圖4(f)所示是向EPCS配置芯片傳輸數(shù)據(jù)過程的部分波形圖，圖中下面位置為ASDO數(shù)據(jù)線上的數(shù)據(jù)信號。
在滿足上述時序要求的條件下，當EPCS配置芯片的數(shù)據(jù)寫入完成后，F(xiàn)PGA即可進入配置文件所設(shè)計的工作模式，設(shè)計實驗結(jié)果完全符合預(yù)期的重構(gòu)目標。經(jīng)過反復(fù)測試，該重構(gòu)方式功能正常，能穩(wěn)定地完成系統(tǒng)所設(shè)計的不同重構(gòu)工作。
4 結(jié)束語
利用文本的方法對基于EPCS在線編程的FP-GA進行可重構(gòu)設(shè)計，其硬件電路比較簡單，成本低，同時不需要增加太多的硬件資源(比如大容量的存儲器件等)，而且配置過程靈活方便，用戶只需要一個相應(yīng)的配置文件數(shù)據(jù)包，即可完成系統(tǒng)重構(gòu)功能。故此，這種FPGA的可重構(gòu)設(shè)計具備廣泛的應(yīng)用前景。
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