FPGA配置基本介紹

與CPLD不同，F(xiàn)PGA是基于門(mén)陣列方式為用戶(hù)提供可編程資源的，其內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)的形成是由配置數(shù)據(jù)決定的。FPGA的配置方式分為主動(dòng)式和被動(dòng)式。

1配置引腳

FPGA的配置引腳可分為兩類(lèi)：專(zhuān)用配置引腳和非專(zhuān)用配置引腳。專(zhuān)用配置引腳只有在配置時(shí)起作用，而非專(zhuān)用配置引腳在配置完成后則可以作為普通的I／O口使用。

專(zhuān)用的配置引腳有：配置模式腳M2、M1、M0；配置時(shí)鐘CCLK；配置邏輯異步復(fù)位PROG，啟動(dòng)控制DONE及邊界掃描TDI，TDO，TMS，TCK。非專(zhuān)用配置引腳有Din，D0：D7，CS，WRITE，BUSY，INIT。

在不同的配置模式下，配置時(shí)鐘CCLK可由FPGA內(nèi)部產(chǎn)生，也可以由外部控制電路提供。

2配置過(guò)程

（1）初始化

系統(tǒng)上電后，如果FPGA滿(mǎn)足以下條件：Bank2的I／O輸出驅(qū)動(dòng)電壓Vcc0_2大于lv；器件內(nèi)部的供電電壓Vccint為2．5v，器件便會(huì)自動(dòng)進(jìn)行初始化。在系統(tǒng)上電的情況下，通過(guò)對(duì)PROG引腳置低電子，便可以對(duì)FPGA進(jìn)行重新配置。初始化過(guò)程完成后，DONE信號(hào)將會(huì)變低。

（2）清空配置存儲(chǔ)器

在完成初始化過(guò)程后，器件會(huì)將INIT信號(hào)置低電平，同時(shí)開(kāi)始清空配置存儲(chǔ)器。在清空完配置存儲(chǔ)器后，INIT信號(hào)將會(huì)重新被置為高電平。用戶(hù)可以通過(guò)將PROG或INIT信號(hào)（1NIT為雙向信號(hào)）置為低電平，從而達(dá)到延長(zhǎng)清空配置存儲(chǔ)器的時(shí)間，以確保存儲(chǔ)器被清空的目的。

（3）加載配置數(shù)據(jù)

配置存儲(chǔ)器的清空完成后，器件對(duì)配置模式腳M2、N1、M0進(jìn)行采樣，以確定用何種方式來(lái)加載配置數(shù)據(jù)。

（4）CRC錯(cuò)誤檢查

器件在加載配置數(shù)據(jù)的同時(shí)，會(huì)根據(jù)一定的算法產(chǎn)生一個(gè)CRC值，這個(gè)值將會(huì)和配置文件中內(nèi)置的CRC值進(jìn)行比較，如果兩者不一致，則說(shuō)明加載發(fā)生錯(cuò)誤，INIT引腳將會(huì)被置低電平，加載過(guò)程被中斷。此時(shí)若要進(jìn)行重新配置，只需將PROG置為低電平即可。

（5）START-UP

在START-UP階段中，F(xiàn)PGA會(huì)進(jìn)行一下操作：

①將DONE信號(hào)置高電平，若DONE信號(hào)沒(méi)有置高，則說(shuō)明數(shù)據(jù)加載過(guò)程失敗；

②在配置過(guò)程中，器件的所有I／O引腳均為三態(tài)，此時(shí)，全局三態(tài)信號(hào)GTS置低電平，這些I／O腳將會(huì)從三態(tài)切換到用戶(hù)設(shè)置的狀態(tài)；

③全局復(fù)位信號(hào)GSR置低電平，所有觸發(fā)器進(jìn)入工作狀態(tài)；

④全局寫(xiě)允許信號(hào)GWE置低電平，所有內(nèi)部RAM有效；

整個(gè)過(guò)程共有8個(gè)時(shí)鐘周期C0-C7。在默認(rèn)的情況下，這些操作都和配置時(shí)鐘CCLK同步，在DONE信號(hào)置高電子之前，GTS，GSR，GWE都保持高電平。

審核編輯 ：李倩