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基于Flash和JTAG的FPGA系统解决方案

发布日期:2022-05-10 00:11

本文摘要:章节 针对必须转换多个FPGA配备码流的场合,Xilinx公司明确提出了一种取名为SystemACE的解决方案,它利用CF(CompactFlash)存储卡来替代配备用PROM,用专门的ACE掌控芯片已完成CF卡的读取,上位机软件分解专用的ACE文件并iTunes到CF存储卡中,上电后通过ACE掌控芯片构建有所不同配备码流间的转换。

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章节  针对必须转换多个FPGA配备码流的场合,Xilinx公司明确提出了一种取名为SystemACE的解决方案,它利用CF(CompactFlash)存储卡来替代配备用PROM,用专门的ACE掌控芯片已完成CF卡的读取,上位机软件分解专用的ACE文件并iTunes到CF存储卡中,上电后通过ACE掌控芯片构建有所不同配备码流间的转换。  SystemACE的解决方案必须出售CF存储卡和专用的ACE掌控芯片,减少了系统搭起成本和花费了更好空间,而且该方案不能构建最少8个配置文件的转换,在面临更加多个配置文件时,这种方案也无能为力。但若要研发SystemACE的替代方案,则必须自由选择更加适合的可重复编程存储器,并且必须搭配适合的传输协议模块来iTunes配备码流。

通过串口或并口来iTunes配备码流速度太快,无法符合应用于中较慢iTunes的必须;通过USB模块来iTunes配备码流则必须专门的掌控芯片,减少了系统设计的成本。  本文搭配大容量NORFlash存储器来存储配置码流,并利用JTAG模块已完成配备码流iTunes的FPGA多配备解决方案。与SystemACE方案比起,该方案不仅能较慢已完成多个配备码流的iTunes,还具备更高的配备速度和更加较低的构建成本。

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  1JTAG模块模块的设计  为了将配备码流载入Flash存储器,上位机软件通过JTAGiTunes线与JTAG模块模块相连。JTAG模块模块接管上位机软件发送到的JTAG信号,借此萃取出有JTAG指令及对应的数据,并产生针对Flash存储器的读取和烧写信号。由IEEE1149.1-2001标准以及NORFlash存储器再行读取后载入的特性,设计上位机软件的明确继续执行流程如图1右图。

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同时为了已完成Flash存储器的读取和烧写,本文在软件设计中规定了一系列的自定义JTAG指令,如图1中括号内右图。本文规定一帧数据大小为4096比特。

  JTAG模块模块通过外部插槽接管到JTAG信号后,为了已完成JTAG指令及数据的萃取,JTAG模块模块中必须包括一个TAP(TestAccessPort)控制器,TAP控制器是一个16状态的状态机,在TCK的下降沿通过TMS的变化可以掌控状态的移往。在特定的状态才可将JTAG指令及数据分别现金指令寄存器(IRInstructionRegister)和数据寄存器(DRDataRegister)中。JTAG模块模块在接管到上位机软件发送到的指令后,适当的说明如表格1所列。


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