其他cpld课件第6章的配置与

1、第六章CPLD/FPGA的配置与一、CPLD/FPGA器件的配置二、MAX系列非易失件的配置三、FLEX/ACEX系列FPGA的配置四、ALTERA的编程文件一、 CPLD/FPGA器件的配置 把CPLD/FPGA设计代码送入的过程（或操作）称为对CPLD/FPGA器件的配置，也称为。 经过配置的CPLD，就成为具有用户需要功能的数字电路或数字系统。 对CPLD/FPGA进行编程配置的方式有多种。器件编程的分类1、按使用计算机的通讯接口划分：串口并口（BitBlaster或MasterBlaster）；（ByteBlaster）；（3）USB接口(MasterBlaster或APU)等方式。

2、Altera Programming Unit 2、若按使用的CPLD/FPGA器件划分：1）CPLD编程（适用闪存的器件）；内编程元件为EPROM、E2PROM和2）FPGA内编程元件为SDRAM的器件）。（适用器件编程的分类3、按CPLD/FPGA器件在编程1）主动配置方式在这种配置方式下,由CPLD器件引导配置操作的过程并控制着外部存贮器和初始化过程；过程中的状态划分：2）配置方式在这种配置方式下,由外部CPU或控制器（如单片机）控制配置的过程。CPLD/FPGA器件的工作状态1、配置状态(Configuration mode )指将编程数据装入CPLD/FPGA器件的过程，也可称之为下

3、载状态；2、初始化状态(Initialization)此时CPLD/FPGA器件的各类寄存器复位，让IO引脚为使器件正常工作作好准备。3、用户状态(User mode)即电路中CPLD器件正常工作时的状态；CPLD/FPGA器件按照正常使用和的不同过程其工作状态分为三种：MAX+PLUS II 程序方式选择二、MAX系列非易失件的配置对于编程元件为E2PROM或闪存的CPLD器件(如MAX系列器件等)，只需简单的利用专门的编程电缆（名为ByteBlaster或BitBlaster）将编程配置数据即可。到中去BitBlaster配置需电缆和器件。ByteBlaster配置 ALTERA已开放配置

4、原理，很容易由用户配置电缆，常用方法。特点：断电后数据不丢失。用ByteBlaster进行配置ByteBlaster有两种配置模式：1)串行模式(PS)配置常用来配置FLEX10K、FLEX 8000、FLEX 6000 和ACEX1K系列器件。2)边界扫描模式(JTAG)配置对具有边界扫描电路的器件进编程。常用来对MAX系列器件进行编程配行配置重构或置。ByteBlaster：一般用来对FLEX系列器件进行配置重构，也可以用来对MAX9000以及MAX7000SMAX7000A等器件进行编程配置。用ByteBlaster的JTAG模式进行配置 ALTERA公司现在生产的CPLD器件一般都有“

5、JTAG”接口。 ALTERA器件的JTAG都具有第二功能，即除了能作为边界测试功能外还可以利用JTAG接口进行器件编程，编程时序同样遵循1149.1协议。JTAG接口JTAG接口使用TDI、TDO、TCK、TMS四个管脚。其中：TDI：串行数据输入端， TDO：串行数据输出端， TCLK：串行时钟，TMS：JTAG状态机模式控制端。TDI、TDO、TMS的数据在TCLK时钟的配合下，将数据串行移位到CPLDJTAG移位寄存器中。使用JTAG接口进行器件配置，既适用于CPLD器件，也适用于FPGA器件。BYTEBLASTER并口线ByteBlaster 10针示意图用ByteBlaster对M

6、AX7000，MAX9000系列器件编程连接示意图Byteblaster线的接口电路CPLD侧计算机侧用ByteBlaster线进行配置ByteBlaster线十芯管脚分配三、FLEX/ACEX系列FPGA的配置对于编程元件为SRAM的FPGA器件(如FLEX6000、FLEX8000 、FLEX10K、ACEX1K、也能像MAX系列器件那样利用简单的专门X20K系列等)，虽然电缆来对FPGA器件进行编程配置，但由于这类器件具有编程数据易失性的特性，所以存在一个对于一般是将编程配置数据进行外部配置。性的在外部的闪存或E2PROM中，供FPGA器件每次在系统上电时调入这些编程配置数据。否则用户就

7、需要在每次系统通电时都需要利用PC机进行对FPGA器件进行的编程写入的操作。下面以 FLEXl0K 系列器件为例说明配置过程FLEXl0K系列器件有四种配置方式：CPU多用单片机进行控制，也有用PC机进行控制。常用的配置引脚00： AS或PS10： PPS11： PPA MSEL1MSEL0，配置方式选择 nCONFIG ：配置控制信号输入；低电平使器件复位，在由低到高的跳变过程中启动配置过程。 nSUS： 配置状态下器件的状态输出位，加电后FLEX10K立刻驱动该引脚到低电平，100mS后。低。 CONFIG_DONE：在配置期间，FLEX10K将其驱动为低，所有配置数据无误差接收后， FL

8、EX10K将其置位三态。（外接上拉电阻，三态时将呈现）配置过程中若出错，该引脚由常用的配置引脚 nCE: 器件的使能输入。配置过程中，nCE必须始终为低。 nCEO: 器件的使能输出。配置完成后，nCEO输出为低，用于多片配置，连接到下一片的nCE。 DCLK： 配置时钟。适用于AS，PS和PPS模式，输入引脚，由外部数据源提供的时钟。 DATA0： 配置数据。适用于AS和PS模式，数据输入。 DATA07： 配置数据。适用于PPS和PPA模式，并行数据输入。其他引脚见P260表7.3FLEXl0K器件与配置有关的引脚1、主动串行配置（AS）或EPC1配置方式（Aive-Serial Conf

9、iguration）详细解释参阅帮助EPC1 Configuration DeviceEPC1The EPC1 is a serial memory devicet stores configuration data for SRAM-based Altera ACEX 1K, FLEX 10K, FLEX 8000, and FLEX 6000 family devi.主动串行配置方式：一直由FLEX10K控制着配置过程，由Altera提供的串行PROMEPC1向FLEX10K器件输入串行位流的配置数据。ALTERA的EPC1EPC1配置电路图工作过程在加电过程中，FLEX10K检测到nCO

10、NFIG由低到高的跳变时，就开始准备配置。FLEX10K将CONF_DONE拉低，驱动EPC1的nCS为低。FLEX10K将nSUS引脚释放并由上拉电阻拉至使能EPC1。以EPC1就用其振荡器的时钟将数据串行地从输送到FLEX10K(DATA0)。多器件配置2、串行配置（PS）方式1、BitBlaster控制主机：电缆2、外接微处理器（常用方法）PS配置使用的引脚 DCLK： 配置时钟。输入引脚，为外部数据源提供时钟。 CONFIG_DONE：配置完成。 nSUS： 配置状态。 DATA0：配置输入数据。 nCONFIG：配置控制信号输入。2、串行配置（PS）方式DCLK用微处理器来进行PS

11、方式配置的示例电路PS方式工作过程由微处理器产生一个由低到高的跳变送到nCONFIG引脚，启动配置。微处理器将配置数据送到DATA0引脚，送配置时钟到DCLK引脚，在DCLK上升沿数据被。每字节的配置数据先送最低位LSB，后送最全部数据送完后，CONF_DONE变为MSB。DCLKPS方式工作过程在CONE_DONE变为期来初始化该器件。后，DCLK必须有多余的10个周在PS方式中没有握手信号，所以，配置时钟的工作频率必须要低于10MHz。DCLK利用微处理器进行多器件配制电路在多器件PS方式中，第一片FLEX10K的nCEO引脚级联到下一片FLEX10K的nCE引脚。在一个时钟周期之内，第二

12、个 FLEX10K器件开始配置。DCLKDCLK3、并行同步配置（PPS）方式8在PPS方式配置方式中，一般由单片机进行控制。在PPS方式使用的引脚： MSEL1MSEL0，配置方式选择10： PPSnCONFIG ： 配置控制信号输入；低电平使器件复位，在由低到高的跳变过程中启动配置过程。 nSUS： 配置状态。配置过程发生错误，会由低。 CONFIG_DONE：配置完成后会由低变高。 nCE: 器件的使能输入。配置过程中，nCE必须始终为低。 DCLK：配置时钟。输入引脚，由单片机提供时钟。 DATA07： 配置数据。8个脉冲的下降沿串行化数据第一个脉冲的上升沿锁存第一个数据第九个脉冲的上

13、升沿锁存第二个数据利用MCU+EEPROM来进行FPGA的PPS方式配置多器件配置4、并行异步（PPA）配置方式1、 MSEL1MSEL0，配置方式选择11： PPA2、nCONFIG一般是由单片机控制。为了启动配置过程，单片机将nCONFIG置为。3、单片机把控制信号nCS和CS送到FLEX 10K器件的nCS和CS端。4、单片机将8bit的配置数据放在FLEX10K器件的数据端，并且给nWS一个负脉冲。PPA方式配置过程4、并行异步（PPA）配置方式5、在nWS的上升沿，FLEX10K器件将该字节配置数据锁存。6、FLEX10K器件输出RDYnBSY为低，表明它正在处理接收的数据，处理完后

14、RDYnBSY变高，准备接收下一个数据。单片机检测该信号后，可决定是否送出下一个字节的配置数据。7、配置过程可以通过nCS或CS引脚予以暂停。FLEX10K器件可以在其将每一个字节的配置数据串行化。四、ALTERA的编程文件 SRAM Object格式（.sof）:SOF 格式文件用于FLEX 器件的Bit Blaster 或Byteblaster配置方式。MAX+PLUS II编译综合工具会在编译综合过程中自动为FLEX系列器件生成SOF数据格式文件, 其它数据格式均可由该种格式转化而成。ALTERA 公司的开发系统MAX+PLUS可以生成多种格式的编程数据文件。对于不同系列器件, 所能生成

15、的编程/配置文件类型有所不同, 但大致可有下面几种类型:四、ALTERA的编程文件十六进制格式（.hex）:HEX格式文件是使用第编程硬件对并行EPROM编程的数据文件， 从而可以将并行EPROM作为数据源,用微处理器对FLEX器件进行串行同步（PS）配置或串行异步（PSA）配置。 Serial Bittream格式（.sbf）:SBF格式文件是使用Bit Blaster串行电缆, 对FLEX器件进行串行同步（PS）配置的数据文件。 Programming Object格式（.pof）:POF格式文件用于对MAX系列器件编程配置, 也可以用于对采用EPROM配置方式的FLEX器件进行配置。POF文件也是由MAX+PLUS II在编译综合过程中自动产生。四、ALTERA的编程文件 二进制格式（.rbf）:RBF格式