fpga中spi复用配置的编程方法

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1、FPGA中SPI复用配置的编程方法SPl（SerialPeripheralInterface,串行外围设备接口）是一种高速、全双工、同步的通信总线,在芯片的引脚上只占用4根线，不仅节约了芯片的引脚，同时在PCB的布局上还节省空间。正是出于这种简单、易用的特性，现在越来越多的芯片集成了这种通信协议。1SPT配置介绍1.1Spantan-3ESPI配置流程SPI方式是通过符合SP1接口时序的第三方SPlFlash対FPGA进行加载。它适合作为FPGA硕件结构的bit文件保存介质，如果应用软件工程编译后的代码较小，保存在同-•片SPTFLash中但卩复用

2、SPTFlash）无疑是可行的最廉价方案。由于木没计软件工程规模较小，所以利用此复用SPIFlash方式对FPGA进行配置，既保存FPGA配用的bit文件，也保存应用软件工程的bit文件。系统在上电或向PROGB引脚发出低脉冲后，FPGA芯片经过•个初始化序列清空内部FPGA配置存储器。此序列开始吋，DONE和TMTB引脚均转为低。初始化完成后，TNTTJ引脚转为高，并采样芯片的配置模式及变量选择引脚。SPI模式下，卜、PGA对变量选择（VS[2：0]）引脚采样，以确定发出哪个SP1命令序列。当初始化Z后发出INIT_B信号时，模式引脚和变最选择引

3、脚都必须处在正确的逻辑级，以确保正确采样。在变量选择引脚选择SPI命令集之后，I屮GA将CSO_B选择信号置为低，并且开始通过FPGA的CCLK引脚对SPIFlash存储器进行时钟控制。接着发出8位读命令后跟24位起始地址0x000000和冃标命令集的适量虚拟字节。FPGA从地址0开始读取SPTFlash存储器阵列，直到读完所需的配置位数。如果从存储器件读取到冇效比特流，则发DONE信号，以指示FPGA配置成功。图1为SP1配置方式的时序。PROG_B飞anb用户”0Mr2:01<0：0：I>用户I/OVS[2:0]（用户"OCSOBCCLK8位谕

4、操作

5、2射巾地址MOSI<5xOBOX个虚字节nn•zfinnfirL虫1TL户i/oDIN冇效数据漁（汝据头＜1pvoDONE图1spi配at时序图2是AT45DB161DSPIFlash的配置接口。这种配置方式只占用了FPGA芯片的4个引脚，而且配置成功之后，所有SPI引脚都成为可用的用户I/O引脚，这就节省了FPGA的引脚资源。+1.2VVCC1NTHSWAPVCCOSPIModeVCCO_2MOSIDINCSOBVariantSelectM2MlMOSparUn-3EbPGAVCCOJ)y-+3.3V4.7kn―OfVS2VSIVSO+3.

6、3V丄厂c干AT45DBn@)jfdUrsivccSO至WPRESETRDY/BUSYSCKGND千25VJTAOrDiO—TMSOfTCKOTDolQh广VCCAIJXTDITOOTMSTCKPROG_BDONEGNDPROGB•*3.3V+2.5VCCLKIX5UTinitbyjPower-OniiMonitor!AM*MB■JPowcfOn!Lyipnilor^JMBOBMB<■»MBMB.AT45DB161DSPIFlash配■接口1.2SPTFlash存储器的复用复用SPIFlash是指嘅用它来保存硬件配置文件、Bootloader引导程

7、序还用来保存用户应用程序。在加载阶段，FPGA自动从SPIFlash屮读取硬件配置bit文件及Bootloader程序进行配置到片内BRAM中运行。当完成加载后，FPGA内部逻辑启动,通过运行的Bootloader程序读取SPIFlash中的用户应用程序,并写到外部SDRAM的相应位置,最后Bootloader程序切换指令指针到SDRAM指定位置，在外部的SDRAM>

8、'开始执行应用程序。3复用SPIFlash结构框!图3给出了本系统中复用SPIFlash嵌入式系统结构图,用EDK中的opb_sdram连接外部SDRAM,用opb_spi连接SPI

9、Flash(AT45DB161D),通过Bootloader软件程序实现从SPIFlash中复制用户应用程序到SDRAM中，然后在SDRAM中运行。但是，Boot-loader在系统上电时会通过FP-GA芯片的配置引脚首先加载到BRAM中运行，这样就可以实现上电口动加载启动程序。1Bootloader引导程序的设计在工程代码编写之前要求对硕件器件有所了解,主要需要了解FPGA所需要的配置文件空间，还有Flash存储结构。例如：XC3S500E配置文件空间为2270208位，所以要根据它计算存储应用程序的娠地址。AT45DB161D是串行接口的闪存芯

10、片，它包含有17301504位，被组织为4096页，毎页512/528字节。除了主存储器,AT45DB161D还包括2个S