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采用外接Flash存储器件对SOPC系统开发的实现

作者:时间:2010-08-10来源:网络收藏

1 中的作用

本文引用地址:http://www.amcfsurvey.com/article/151685.htm

中的作用主要表现在两方面:一方面,可用来保存FPGA的配置文件,从而可以省去EPCS芯片或解决EPCS芯片容量不够的问题。当上电后,从Flash中读取配置文件,对FPGA进行配置。另一方面,可用Flash来保存用户程序。对于较为复杂的,用户程序一般较大,用EPCS来是不现实的。完成配置后,将Flash中的用户程序转移到外接RAM或片内配置生成的RAM中,然后系统开始运行。

2 Flash编程的

本文以某项目的具体电路为例,阐述在SOPC系统中如何利用Flash来保存用户程序。FPGA为Altera公司的Cyclone EP1C6,Flash为AMD公司的AM29LV160D,外接RAM为Samsung公司的K4S643232H,串行配置为EPCS1。工具Altera公司提供的QuartusII和NioslI软件。

NiosII的环境中提供了Flash Programmer工具,对目标板上遵守CFI(Common Flash InteRFace)规范的Flash进行编程。CFI是一种Flash接口规范,只要Flash符合该规范,通过专门的命令就能获得其详细的参数,并根据这些参数访问Flash。利用Altera公司的下载电缆,Flash Programmer工具可以对Flash中的任意偏移地址进行任意内容的编程。Flash Programmer工具对Flash编程分为2个步骤:

①根据目标板编程描述对FPGA进行配置;

②Flash Programmer工具将要编程到Flash的文件内容传送到FPGA的数据缓冲区,然后FPGA将收到的数据写入Flash中。

2.1 目标板编程描述的创建

目标板编程描述实际就是一个由SOPC Builder系统生成的最小FPGA设计,其作用是对FPGA进行适当配置以对Flash的编程。不同的电路板(目标板)往往使用不同的Flash,并且Flash与FPGA的引脚连接以及FPGA的型号也不相同,因此每个目标板编程描述都是与具体的目标板相关联的,不能用于其他目标板。目标板提供了Flash Programmer工具对Flash进行编程的全部信息,包括Flash的容量、Flash的引脚连接等。

一个目标板编程描述包含以下信息:每个接到FPGA上Flash器件的参考元件标号;Flash器件在目标板编程描述中的基地址;用于配置FPGA的SOF文件。

目标板编程描述的创建分2步:

①在Nios SDK Shell中使用mk_target_board命令创建一个工程模板;

②使用SoPC Builder对模板进行编辑,从而形成完整的目标板编程描述。

每个目标板编程描述应包含下列元件:NiosII CPU;JTAG_UART接口;本目标板中串行配置器件EPCSFPGA的配置文件,因此需要Active Serial MemoryInterface(ASMI);Tri-State Bridge(三态桥);CFI接口的Flash;System ID Peripheral;用于存放程序以及作为数据缓冲的On-chip memory。

下面以本目标板为例,介绍创建目标板编程描述的步骤:

①启动NiosII SDK shell;

②运行mk_target_board命令,创建一个目标板Flash编程描述模板(参数name=flash_board,family=cyclone,clock=80,index=1,epcs=U5,buffer_size=2 048,class=flash_programer);

③启动QuartusII软件并打开刚才创建的目标板编程描述工程flash_programer.qPf;

④在QuartusII软件中选择Assignments→Device打开setting对话框,选取FPGA型号,本例为EP1C6Q240C8;

⑤启动SOPC Builder,在Target选项区的Board下拉列表框中选择Unspecified Board,Clock栏的时钟频率取50 MHz,在模板的基础上添加三态桥Avalon Tri-State Bridge和CFI接口的Flash(Flash的参考标号为U5,地址为20位,数据为16位);

⑥选择System Generation选项卡,关闭Simulation选项,然后单击Generate按钮;

⑦当生成完成后,退出SOPC Builder,并返回到QuartuslI;

⑧在QuartuslI中更新原理图,然后添加、链接并命名引脚;

⑨进行引脚分配,确保与FPGA各引脚的连接一致;

⑩编译并保存工程。

编译成功后,目标板编程描述即成功创建。打开SOPC Builder即可在Target选项区的Board下拉列表框中找到该目标板编程描述,本例为flash_board。(该目标板编程描述的顶层图略――编者注)

创建好的目标板编程描述在任何设计的SOPC Builder中都能使用。如果想让该目标板编程描述在其他PC机上使用,将整个设计文件夹拷贝到NiosII安装路径安装盘>\altera\kits\nios2\components目录下即可。 function ImgZoom(Id)//重新设置图片大小 防止撑破表格 { var w = $(Id).width; var m = 650; if(w


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