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FPGA入门教程:详解配置流程与技巧

Altera FPGA提供了多种配置方式,其中包括AS、PS以及JTAG等几种常见的模式。这些配置方法各有特点,适用于不同的应用场景
在AS配置模式中,FPGA作为主设备,其主要任务是加载外部FLASH中的数据至内部RAM进行运行。这种方式允许FPGA直接控制数据加载过程,确保系统的稳定性和高效性。
而在PS配置模式中,FPGA则扮演从设备的角色。此时,外部的主设备可以是各种控制器、CPLD等,它们通过向FPGA发送数据来控制FPGA的行为。这种配置方式提供了更大的灵活性,适用于需要动态配置的应用。
除此之外,FPGA还支持通过JTAG接口进行程序下载。JTAG不仅用于下载程序,还可以进行FPGA的时序抓取,便于工程师进行调试和优化。
FPGA的配置过程主要包括几个关键步骤:复位、程序加载、初始化以及进入用户模式。首先,当FPGA上电时,nCONFIG管脚的电压从低电平逐渐升高。在nCONFIG管脚为低电平期间,芯片内部会完成对内部存储器、RAM等硬件的初始化。随后,nCONFIG管脚变为高电平,芯片检测MSEL管脚的状态,并根据该状态选择相应的配置模式。在每个DCLK时钟的上升沿,FPGA从外部FLASH中加载代码。
当外部FLASH中的程序数据加载完毕,FPGA会释放CONFIG_DONE管脚,使其产生一个高电平跳变。这个跳变信号标志着FPGA成功加载了外部FLASH中的数据。接下来,FPGA进入初始化阶段,对相关寄存器和IO驱动器进行配置。完成这些步骤后,FPGA最终进入用户模式,开始运行加载的程序。
作为一名FPGA初学者,可能对上述过程的理解并不完全准确。但重要的是,通过表达自己的理解,可以更好地发现潜在的误解和不足。在未来的学习过程中,可以逐渐深化对这些概念的理解,并不断扩展自己的知识库。
FPGA作为一种高度可编程的逻辑器件,其配置方法的选择和应用对于系统的性能和稳定性至关重要。理解每种配置模式的工作原理适用场景,有助于工程师更好地利用FPGA的优势,为各种复杂的电子系统提供强大的支持。随着技术的不断进步,FPGA的应用领域也在不断拓宽,为电子行业带来了更多的创新可能。

 Altera FPGA支持AS,PS,JTAG等几种较常见的配置方法。

FPGA入门教程:详解配置流程与技巧

      当为AS配置模式时,FPGA为主设备,加载外部FLASH中的数据至内部RAM中运行。当为PS配置模式时,FPGA为从设备,外部主设备可以为控制器,CPLD等等。当然FPGA也支持通过JTAG的方式进行程序下载,同时也可以通过JTAG进行FPGA时序抓取。

      FPGA的配置过程包括以下几方面:复位,程序加载,初始化,最后进入用户模式,运行下载之后的代码。

      FPGA在上电瞬间,nCONFIG管脚由低电平慢慢变为高电平,在nCONFIG管脚为低电平时候,芯片内部完成内部存储器,RAM等等的初始化。当nCONFIG管脚变为高电平之后,芯片内部检测MSEL管脚状态,并采用相应的模式在每个DCLK的上升沿加载外部FLASH中的代码。当加载到外部FLASH程序数据的最后一位时,FPGA将CONFIG_DONE管脚开漏极管脚释放,该管脚上面产生一个高电平跳变。CONFIG_DONE管脚的高电平跳变信号也标志着FPGA加载外部FLASH中的数据成功。接下来就是实现FPGA的初始化配置,初始化相应的寄存器,相应的IO驱动器等等。最后进入用户模式,运行所加载的程序。

      自己刚开始接触FPGA,也不知道这样的理解到底有没有错误,先把自己能表达出来的信息先表达吧,往后可以慢慢学习,慢慢扩充。

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