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FPGA基础入门【7】开发板的启动配置方式_fpga的启动模式

fpga的启动模式

到目前为止,我们把代码下载到开发板里的方式都是通过USB-JTAG数据线,编程方式简单易用。但是这种方式需要有一台电脑作为基础,需要一根数据线,而且断电之后要重新烧写,在一些情况下就会显得很不方便,比如你要拿着一块开发板做现场展示,或者直接做成产品的时候,能插上电直接用才是正道。

以NEXYS 4 DDR为基础,它的manual里介绍的编程方式有4种。还是利用之前的数码管project在这篇教程一一介绍:

  1. USB-JTAG下载
  2. SPI闪存设备启动
  3. micro SD卡启动
  4. U盘启动

config

FPGA基础入门【7】开发板的启动配置方式

USB-JTAG下载

这个和前面介绍的没区别,就是用Vivado中的Hardware manager下载代码入开发板中

SPI闪存设备启动

如果把开发板翻过来,应该可以在JP1的相应位置找到一块标为FL128SAIF00的芯片,这是一块128M的flash memory,用途就是储存给FPGA编程的bitstream。这块芯片通过SPI接口和FPGA芯片连接,传输配置数据。

每次上电的时候,FPGA会通过SPI接口读取配置,因此在那之前需要先把bitstream下载入flash中,这一步被称为间接编程。

首先编译好整个project,生成好.bit文件,接着要调用Vivado的工具来生成一个memory configuration file存储器配置文件
generate
按照下图进行配置,绿色部分都是需要配置的。Memory Part和前面提到的flash芯片名称有关,图中所示就是它对应的part名称,如果part不对,hardware manager是会报错的。Filename填入你想要的输出文件名,在下方加入编译好的bitstream文件,一般这个文件在类似这个路径下:\segment\segment.runs\impl_1。Overwrite选项可以不选,不过需要覆盖原文件时就需要了。
mcs
选择正确的part名
partname
等待一段时间生成好以后打开hardware manager,右键芯片添加flash设备。
add memory0
add memory 1
添加完成时系统会自动问你是否要立刻下载程序,这里可以点,如果没点可以通过第二张图右键点击flash设备进入
add memory 2

add memory 3
将刚刚生成好的mcs文件加入,点OK开始下载。
add memory 4
这个过程大概需要1分钟左右,比JTAG下载慢,需要耐心等待。

完成之后,将NEXYS 4开发板电源关闭switch off,找到JP1,将其调到入下图所示的SPI Flash的位置,重新打开。这时FPGA还不会主动读取flash中的内容,找到红色按钮PROG,按一次后等一段时间,左侧的DONE绿色LED会亮起,这时应该就可以看到程序完整的烧写进去了。
config

micro SD卡启动

这个方式比较快捷简单,准备一张micro SD卡,格式化成FAT32,然后将project编译好后的.bit文件整个拷贝进去,一般这个文件的位置在类似这个路径下:\segment\segment.runs\impl_1\

退出SD卡后将其插入NEXYS 4开发板的相应位置,然后还是按照这张图将JP1和JP2分别调整成MicroSD模式,然后开关重启,这时你会看到BUSY黄色LED亮的时间长了很多,这是在读取SD卡内部的信息,耐心等待DONE绿色LED亮起,应该就可以看到效果了。

U盘启动

这种方式和SD卡启动很类似。将空白U盘格式化成FAT32后将bit文件拷贝进去,插入开发板后,将JP1和JP2分别调整成USB模式,开关重启,等待BUSY黄灯暗,DONE绿灯亮时应该可以看到相同效果。

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