第10章 设计下载及调试.pptVIP

设计下载和调试 xxx 第10章 设计下载和调试-本章概要 本章主要介绍了PLD的配置模式、设计文件的配置、 下载和调试原理。 在配置模式部分，重点介绍了Xilinx的FPGA常用的几 种下载模式； 在设计的配置文件部分，重点介绍了PROM配置文件 的生成过程； 在设计下载部分，重点介绍了JTAG模式下载设计流文 件的过程；在调试部分，介绍了几种常用的调试PLD的手 段和方法，其中提到了虚拟逻辑分析仪软件工具及其在调 试PLD中的作用。 第10章 设计下载和调试-PLD的配置 对PLD的编程，每个EDA厂商都有自己的EDA软件和 硬件平台支持，在本章中只对Xilinx的PLD配置技术进行 介绍。 对设计进行综合和实现的最终目的是要生成一个可以 下载到PLD的配置文件，这个配置文件有很多文件格式， 不同的文件格式所包含的编程信息也有所不同。对于常用 的CPLD和FPGA芯片来说，配置文件有两部分组成：配置 数据和配置命令。在设计文件被下载到器件后，这些信息 就转换成了配置比特文件流。 第10章 设计下载和调试-可编程逻辑器件配置接口 在介绍该部分内容时，以Xilinx的Spartan-3系列的芯 片的配置接口为例，对于其它系列的芯片的配置可以参考 该部分的配置接口。其设计代码的下载模式主要有：主串 行模式；主SPI模式；主BPI模式；主并行模式；从并行模 式；从串行模式；JTAG配置模式。 Xilinx的配置模式受其模式引脚M0,M1,M2的控制。 表10.1给出了在不同模式引脚的状态下所定义的配置模 式，表10.2 给出了配置过程中所使用的信号及功能 第10章 设计下载和调试-可编程逻辑器件配置接口 第10章 设计下载和调试-可编程逻辑器件配置接口 第10章 设计下载和调试-可编程逻辑器件配置接口 可编程逻辑器件配置接口-主串行模式 在该模式下，使用Xilinx的平台Flash将代码下载到 FPGA芯片内。 使用Xilinx的平台Flash有以下优点： 1）接口简单，在配置FPGA时使用最少数目的FPGA引 脚; 2）每比特较低的配置开销 3）在PROM和FPGA之间最高的带宽（相对其它串行 Flash），因此有最快的配置时间。 4）小尺寸封装 5）在系统内通过JTAG接口可重编程，Xilinx Impact 软件提供支持 6）多个I/O和JTAG电压支持，提供了最大的灵活性 可编程逻辑器件配置接口-主串行模式 可编程逻辑器件配置接口-主SPI模式(通常的SPI模式) 在该模式下，使用SPI接口的Flash将代码下载到 FPGA芯片内。SPI配置模式对于下面应用是最理想 的： 1）系统中已经使用了SPI串行Flash。 2）FPGA需要在非易失性存储器存储数据或者从 RAM访问数据。 3）大容量的“消费者”应用程序 可编程逻辑器件配置接口-主SPI模式(通常的SPI模式) 可编程逻辑器件配置接口-主SPI模式(内部的主SPI模式) 内部的主SPI Flash模式只用于Spartan-3AN系列。 该系列FPGA有一个集成的系统内Flash存储器 （Integrated In-System Flash，ISF），用于基本的FPGA配置。 ISF存储器走都大可以存储两个FPGA配置比特 流，以及一些额外的用于FPGA应用的非易失性数据的 存储。 可编程逻辑器件配置接口-主SPI模式(内部的主SPI模式) 可编程逻辑器件配置接口-主BPI模式 主位宽外设接口（master Byte-wide Peripheral Interface,BPI）配置模式可用于Spartan?-3A/3AN/3A DSP and Spartan-3E FPGA。 在这种模式下，使用并行NOR Flash PROM。BPI模式 用于和字节宽度(x8)和字节宽度、字宽(x8/x16)PROM相连 接。对于FPGA的配置，BPI接口不要求任何规定的Flash 的属性，比如引导块或者指定的扇区大小。 BPI接口也能很好的与异步存储器工作，比如Xilinx的 XCFXXP平台Flash；SRAM； NVRAM；EEPROM ； EPROM。 可编程逻辑器件配置接口-主BPI模式 NAND Flash存储器采用了不同的技术，通常用于 数码相机的存储卡。扩展的Spartan-3A 系列和 Spartan-