找回密码
 注册
关于网站域名变更的通知
查看: 211|回复: 2
打印 上一主题 下一主题

Altera的FPGA的AS,PS和Jtag配置模式的区别

[复制链接]
  • TA的每日心情
    开心
    2022-1-29 15:05
  • 签到天数: 2 天

    [LV.1]初来乍到

    跳转到指定楼层
    1#
    发表于 2022-2-7 09:11 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

    EDA365欢迎您登录!

    您需要 登录 才可以下载或查看,没有帐号?注册

    x
    1 FPGA器件有三类配置下载方式:主动配置方式(AS)和被动配置方式(PS)和最常用的(JTAG)配置方式。
    ) _& V0 l! F! d: Z2 @4 ?AS模式(active serial configuration mode):FPGA器件每次上电时作为控制器,由FPGA器件引导配置操作过程,它控制着外部存储器和初始化过程,从配置器件EPCS主动发出读取数据信号,从而把EPCS的数据读入FPGA中,实现对FPGA的编程配置数据通过DATA0引脚送入 FPGA,配置数据被同步在DCLK输入上,1个时钟周期传送1位数据。
    ) y2 n; K+ \7 X8 c9 [$ d2 wPS模式(passive serial configuration mode):则由外部计算机或控制器控制配置过程。通过加强型配置器件(EPC16,EPC8,EPC4)等配置器件来完成,EPCS作为控制器件,把FPGA当作存储器,把数据写人到FPGA中,实现对FPGA的编程。该模式可以实现对FPGA在线可编程。在下载配置的时候对于Cyclone II的器件,如EP2C8,在JTAG下载方式对应.sof,AS下载方式对应.pof。2 x& \- D  p- Y9 r8 a
    JTAG:JTAG是直接烧到FPGA里面的 由于是SRAM 断电后要重烧,AS是烧到FPGA的配置芯片里保存的 每次上电就写到FPGA里。
    3 M4 F  `: k& h, j8 X一般情况下,Cyclone II开发板上应该有两种下载模式,AS和JTAG。7 H$ C0 ]+ G/ m% X5 g9 W5 a
    AS就是下载.pof文件到EPCS中。而JTAG就是下载.sof文件到FPGA中的RAM中。3 v+ r: u# i) b7 w% \4 K, R  Z
    关于JTAG的原理,大家可以参考OPEN-JTAG 开发小组写的《ARM JTAG 调试原理》。JTAG、BDM 都比较类似,实际上是将仿真功能嵌入到芯片内部,接上比较简单的调试工具就可以进行开发了,省掉了高价的仿真器。
    0 b! l- m& y( C3 M  s: O% CJTAG 调试用到了 TCK、TMS、TDI、TDO 和 TRST这几个脚。其中 TRST 是用来对TAP controller进行复位的,它不是必须的。通过在 TMS脚也可以使 TAP controller复位。! ]2 `( L& e  D& f0 t1 d2 K
    Test Clock Input (TCK): c+ X; O: U- @( U
    TCK为 TAP的操作提供了一个独立的、基本的时钟信号,TAP 的所有操作都是通过这个时钟信号来驱动的。TCK在 IEEE 1149.1 标准里是强制要求的。
    * Z$ o1 A1 I+ I& X! O3 ATest Mode Selection Input (TMS)
    * x+ U2 u8 y5 W- k; HTMS信号用来控制 TAP状态机的转换。通过 TMS信号,可以控制 TAP在不同的状态间相互转换。TMS信号在 TCK的上升沿有效。TMS在 IEEE 1149.1 标准里是强制要求的。
    5 r3 ]6 x  t) e5 x1 w  X0 |Test Data Input (TDI)
    # j) T3 Q7 h; k5 w$ aTDI 是数据输入的接口。所有要输入到特定寄存器的数据都是通过 TDI 接口一位一位串行输入的(由 TCK驱动)。TDI在 IEEE 1149.1 标准里是强制要求的。
    ! U7 {9 m3 V" E$ F8 dTest Data Output (TDO)1 G7 Y( s; g% _, f
    TDO 是数据输出的接口。所有要从特定的寄存器中输出的数据都是通过 TDO 接口一位一位串行输出的(由 TCK驱动)。TDO在 IEEE 1149.1 标准里是强制要求的。
    . \' y. Z/ }! @  l7 ~1 X0 UTest Reset Input (TRST)
    " ^! L4 \( v8 W0 \TRST 可以用来对 TAP Controller 进行复位(初始化)。不过这个信号接口在 IEEE 1149.1标准里是可选的,并不是强制要求的。因为通过 TMS也可以对 TAP Controller进行复位(初始化)。
    9 ?& |2 p+ b# i! SFPGA在正常工作时,它的配置数据存储在SRAM中,加电时须重新下载。在实验系统中,通常用计算机或控制器进行调试,因此可以使用PS。在实用系统中,多数情况下必须由FPGA主动引导配置操作过程,这时FPGA将主动从外围专用存储芯片中获得配置数据,而此芯片中FPGA配置信息是用普通编程器将设计所得的.pof格式的文件烧录进去。' Y+ v( p2 d" L- E9 z; U/ i6 u' Z/ g
    专用配置器件:EPC型号的存储器( I3 s# F5 }$ f
    常用配置器件:EPC1,EPC2,EPC4,EPC8,EPC1441(现在好像已经被逐步淘汰了)等,对于Cyclone II系列器件,ALTERA还提供了针对AS方式的配置器件,EPCS系列.如EPCS1,EPCS4配置器件也是串行配置的。注意,他们只适用于cyclone系列。
    : p# H" y. e: `9 p/ @8 o( R6 C, J- C; m除了AS和PS等单BIT配置外,现在的一些器件已经支持PPS,FPS等一些并行配置方式,提升配置了配置速度。当然所外挂的电路也和PS有一些区别。还有处理器配置比如JRUNNER 等等,如果需要再百度吧,至少不下十种。比如Altera公司的配置方式主要有Passive Serial(PS),Active Serial(AS),Fast Passive Parallel(FPP),Passive Parallel Synchronous (PPS),Passive Parallel Asynchronous (PPA),Passive Serial Asynchronous(PSA),JTAG等七种配置方式,其中Cyclone支持的配置方式有PS,AS,JTAG三种。
    7 P0 k2 E. e$ e6 w) J% ]2 对FPGA芯片的配置中,可以采用AS模式的方法,如果采用EPCS的芯片,通过一条下载线进行烧写的话,那么开始的"nCONFIG ,nSTATUS"应该上拉,要是考虑多种配置模式,可以采用跳线设计。让配置方式在跳线中切换,上拉电阻的阻值可以采用10K。
    3 A, }  x; r/ ~0 s) K3 在PS模式下tip:如果你用电缆线配置板上的FPGA芯片,而这个FPGA芯片已经有配置芯片在板上,那你就必须隔离缆线与配置芯片的信号。一般平时调试时不会把配置芯片焊上的,这时候用缆线下载程序.只有在调试完成以后,才把程序烧在配置芯片中, 然后将芯片焊上,或者配置芯片就是可以方便取下焊上的那种,这样出了问题还可以方便地调试。
    , d. t5 O6 P! k& s在AS模式下tip:用过一块板子用的AS下载,配置芯片一直是焊在板子上的,原来AS方式在用线缆对配置芯片进行下载的时候,会自动禁止对FPGA的配置,而PS方式需要电路上隔离。) W' V5 n( S  e$ j! V- a; [; A
    4 一般是用JTAG配置epc2和flex10k,然后 epc2用PS方式配置flex10k.这样用比较好.(这是我在网上看到的,可以这样用吗?怀疑中)望达人告知.  z" D* f5 k! {: q
    5 下载电缆,Altera下的下载电缆分为ByteBlaster和ByteBlasterMV,以及ByteBlaster II,现在还推出了基于USB-blaster.由于BB基本已经很少有人使用,而USB-Blaster现在又过于昂贵,这里就说一下BBII和 BBMV的区别." `/ U# |* m, S8 O; o8 \+ z
    BBII支持多电压供电5.5v,3.3v,2.5v,1.8v;
    % @+ m# f3 Y" `4 ~: _9 @BBII支持三种下载模式:AS,可对Altera的As串行配置芯片(EPCS系列)进行编程;PS可对FPGA进行配置 ;JTAG,可对FPGA,cpld,即Altera配置芯片(EPC系列)编程;而BBMV只支持PS和JTAG。6 h9 t, M) i7 q- ]+ G4 D
    6 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 II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,方法详见附件(这是骏龙的人写的,摘自坛子,如有版权问题,请包涵).
    2 M. _" j# y. }+ o' u7 a+ }4 M7 Altera的FPGA可以通过单片机,CPLD等加以配置,主要原理是满足datasheet中的时序即可,这里我就不多说了,有兴趣的朋友可以看看下面几篇文章,应该就能够明白是怎么回事了。6 y8 ?; P1 m6 ^* p, B
    8 配置时,Quartus软件操作部分:/ l) e, \2 M2 P5 V4 P4 a  b* d+ {
    (1).assignment-->device-->device&pin options-->选择configuration scheme, configuration mode, configuration device2 a, T$ E- q& d& E3 T' J
    注:意在不支持远程和本地更新的机器中configuration mode不可选择,而configuration device中会根据不同的配置芯片产生pof文件,如果选择自动,会选择最小密度的器件和适合设计;8 @' z' x) Q( f8 b0 ]3 U# w) Y+ B
    (2).可以定义双口引脚在配置完毕后的作用,在刚才的device&pin option-->dual-purpose pins-->,可以在配置完毕后继续当I/O口使用;
    5 |  F4 l- A; _* b9 F(3).在general菜单下也有很多可钩选项,默认情况下一般不做改动,具体用法参见Altera configuration handbook,volume2,sectionII.
    : a% U7 c+ c( H* y% d/ ]( U4 b(4)关于不同后缀名的文件的适用范围:0 l" M  l$ @+ q. q. R
    .sof(SRAM Object File)当直接用PS模式下将配置数据下到FPGA里用到,USB BLASTER,MASTERBLASER,BBII,BBMV适用,Quartus II会自动生成,所有其他的配置文件都是由sof生成的。
    ( r  d- }% j. h: I$ _8 U7 Y" R.pof(Programmer Object File)也是由Quartus II自动生成的,BBII适用,AS模式下将配置数据下到配置芯片中: X) [! t6 j# O+ u$ N
    .rbf(Raw Binary File)用于微处理器的二进制文件。在PS,FPP,PPS,PPA配置下有用处。2 p' A# d& [7 m) ?8 S9 H
    rpd(Raw Programming Data File)包含bit stream的二进制文件,可用AS模式配置,只能由pof文件生成。7 u' x6 d# h  o* e
    .hex(hexadecimal file)这个就不多说了,单片机里很多。
    & E+ a+ v, T6 }0 c4 M3 o8 f.ttf(Tabular Text File)适用于FPP,PPS,PPA,和bit-wide PS配置方式。( s4 x; }0 x8 t- y7 [
    .sbf(Serial Bit stream File)用PS模式配置Flex 10k和Flex6000的。
    4 k8 j6 V5 a7 d/ K: Y.jam(Jam File)专门用于program, verify, blank-check。
    ! C+ w) x. g% T$ K1 J
  • TA的每日心情
    慵懒
    2022-1-21 15:20
  • 签到天数: 1 天

    [LV.1]初来乍到

    2#
    发表于 2022-2-7 09:54 | 只看该作者
    fpga有主动被动和最常用的三种配置模式
  • TA的每日心情
    开心
    2022-1-21 15:22
  • 签到天数: 1 天

    [LV.1]初来乍到

    3#
    发表于 2022-2-7 14:58 | 只看该作者
    分析的还不错,到位
    您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册

    本版积分规则

    关闭

    推荐内容上一条 /1 下一条

    EDA365公众号

    关于我们|手机版|EDA365电子论坛网 ( 粤ICP备18020198号-1 )

    GMT+8, 2025-10-25 07:54 , Processed in 0.140625 second(s), 24 queries , Gzip On.

    深圳市墨知创新科技有限公司

    地址:深圳市南山区科技生态园2栋A座805 电话:19926409050

    快速回复 返回顶部 返回列表