第13章FPGA配置和Flash编程要点分析.pptVIP

* 9 IDE Flash Programmer介绍 Nios II IDE 提供了Flash Programer工具来对目标板上遵守CFI（common flash interface）规范的Flash进行编程。IDE的Flash Programer通过使用Altera的下载电缆能够方便的对目标板上连接在FPGA上的Flash进行编程。 IDE的Flash Programer除了能对连接在FPGA上的Flash进行编程外，还能对连接在FPGA上的串行配置器件EPCS进行编程。 * 9 IDE Flash Programmer介绍 IDE Flash Programmer编程工作过程 IDE Flash Programmer通过2个过程将数据写入Flash。 第一步：使用Flash编程设计对FPGA进行配置 第二步：传送编程内容到Flash器件 * 9 IDE Flash Programmer介绍 Flash编程设计 Flash编程设计实际就是一个由SOPC Builder系统生成的最小FPGA设计。Flash编程设计是IDE Flash Programmer的关键组成部分。除此之外，还必须包括： 与主机（PC机）通讯的JTAG接口； 由主机提供的写入Flash的编程数据。 不同的电路板(目标板)往往使用不同的Flash器件，并且Flash与FPGA的管脚连接及FPGA型号也不相同。因此，每个Flash编程设计都与具体的目标板相联系，不能用于其它的目标板。 * 9 IDE Flash Programmer介绍 目标板Flash编程设计 一个目标板Flash编程设计是一组SOPC Builder文件，这些文件包含了用户使用电路板的一些特有信息，其中必须指明FPGA与Flash的连接关系。包含下列信息： 每一个连接到电路板FPGA上的Flash的参考元件标号，如U7； Flash器件在Flash编程设计中的基地址； 主机上用于配置电路板上FPGA的Flash编程设计的SOF文件。 参考元件标号用于区分设计中不同的Flash器件。电路板上的Flash器件在设计时的命名和基地址可能不同，但参考元件标号总是相同的。 * 9 IDE Flash Programmer介绍 Flash编程内容的类型 用户软件:由NIOSII IDE生成，以.elf为后缀，将用户软件写入Flash； FPGA的配置数据：以.sof为后缀，NIOS II IDE允许用户使用FPGA配置数据对Flash进行编程； 任意内容：指所有用户想写入FLASH中的二进制类型数据文件（.bin），例如：图片，声音等。 * 9 IDE Flash Programmer介绍 Flash文件 所有要通过IDE Programmer写入Flash中的数据文件都要转换为能被Flash Programmer读取的.flash文件。Flash文件通过其后缀.flash来识别。 IDE Flash Programmer在后台提供了elf2flash、sof2flash、bin2flash三个命令来分别将这三种文件转换为flash文件，这三个命令在IDE Flash Programmer后台自动调用执行而不需用户干预，当然用户也可以在Nios II SDK shell中通过命令行来执行文件转换。 * FPGA 10 用户程序引导 用户程序可以存放在Flash中，也可以存放在EPCS，因此用户程序可以从Flash引导，也可以从EPCS中引导。 用户程序 Flash EPCS 用户程序 用户引导程序 * 10 用户程序引导 从CFI Flash引导 FPGA上电或复位配置成功后，如果配置中包含的Nios II处理器复位地址指向Flash的地址空间，那么程序将从Flash引导。 SOPC Builder指定复位地址为Flash * 10 用户程序引导 从串行配置器件EPCS引导 如果使用串行配置器件EPCS，且配置数据的容量小于EPCS的容量，那么剩余的存储空间可用来存放用户程序。 EPCS控制器结构框图 Boot-Loader ROM EPCS控制器 配置存 储空间 通用存 储空间 EPCS配置器件 Avalon 总线 NiosII CPU 片内外设 Altera FPGA 存储FPGA配置数据 剩余空间可用于存储用户非易失性数据。 1KB的片内存储器 * 10 用户程序引导 从串行配置器件EPCS引导 IDE的Flash Programmer能将配置数据文件(.sof)和用户程序(.elf)写入到EPCS中。 当用户程序存放在EPCS中时，如果想从EPCS中引导程序，在SOPC Builder中必须添加EPCS控制器，且必须在SOPC Builder中指定Nios II处理器的复位地址指向E