Altera FPGA配置过程

在FPGA正常工作时,配置数据存储在SRAM中,这个SRAM单元也被称为配置存储器(configure RAM)。由于SRAM是易失性存储器,因此在FPGA上电之后,外部电路需要将配置数据重新载入到芯片内的配置RAM中。在芯片配置完成之后,内部的寄存器以及I/O管脚必须进行初始化(initialization),等到初始化完成以后,芯片才会按照用户设计的功能正常工作,即进入用户模式。

    FPGA上电以后首先进入配置模式(configuration),在最后一个配置数据载入到FPGA以后,进入初始化模式(initialization),在初始化完成后进入用户模式(user-mode)。在配置模式和初始化模式下,FPGA的用户I/O处于高阻态(或内部弱上拉状态),当进入用户模式下,用户I/O就按照用户设计的功能工作。

altera FPGA配置全过程:一个器件完整的配置过程将经历复位、配置和初始化等3个过程。FPGA正常上电后,当其nCONFIG管脚被拉低时,器件处于复位状态,这时所有的配置RAM内容被清空,并且所有I/O处于高阻态,FPGA的状态管脚nSTATUS和CONFIG_DONE管脚也将输出为低。当FPGA的nCONFIG管脚上出现一个从低到高的跳变以后,配置就开始了,同时芯片还会去采样配置模式(MSEL)管脚的信号状态,决定接受何种配置模式。随之,芯片将释放漏极开路(open-drain)输出的nSTATUS管脚,使其由片外的上拉电阻拉高,这样,就表示FPGA可以接收配置数据了。在配置之前和配置过程中,FPGA的用户I/O均处于高阻态。

         在接收配置数据的过程中,配置数据由DATA管脚送入,而配置时钟信号由DCLK管脚送入,配置数据在DCLK的上升沿被锁存到FPGA中,当配置数据被全部载入到FPGA中以后,FPGA上的CONF_DONE信号就会被释放,而漏极开路输出的CONF_DONE信号同样将由外部的上拉电阻拉高。因此,CONF_DONE管脚的从低到高的跳变意味着配置的完成,初始化过程的开始,而并不是芯片开始正常工作。

        INIT_DONE是初始化完成的指示信号,它是FPGA中可选的信号,需要通过Quartus II工具中的设置决定是否使用该管脚。在初始化过程中,内部逻辑、内部寄存器和I/O寄存器将被初始化,I/O驱动器将被使能。当初始化完成以后,器件上漏极开始输出的INIT_DONE管脚被释放,同时被外部的上拉电阻拉高。这时,FPGA完全进入用户模式,所有的内部逻辑以及I/O都按照用户的设计运行,这时,那些FPGA配置过程中的I/O弱上拉将不复存在。不过,还有一些器件在用户模式下I/O也有可编程的弱上拉电阻。在完成配置以后,DCLK信号和DATA管脚不应该被浮空(floating),而应该被拉成固定电平,高或低都可以。

         如果需要重新配置FPGA,就需要在外部将nCONFIG重新拉低一段时间,然后再拉高。当nCONFIG被拉低吼,nSTATUS和CONF_DONE也将随即被FPGA芯片拉低,配置RAM被清,所有I/O都变成三态。当nCONFIG和nSTATUS都变为高时,重新配置就开始了。


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。

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https://blog.csdn.net/Reborn_Lee/article/details/88769990

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