远程升级flash三大原语使用（K7325T）_k7 原语

一.远程升级的思路（实验成功）：

在flash的0地址固化带有接收远程升级程序（如串口接收功能）/和往flash里面写数据功能且能引导到flash的固定地址的程序（如QSPI）/和接收跳转到flash的固定地址启动（利用原语）指令。

二：流程

设备上电——FPGA自动从flash的基地址拿先前固化好的程序——通过串口往falsh里面写升级程序，并且修改跳转flash地址（最新升级的新程序）的指令。

设备断电——在启动上电——FPGA自动去之前设定好的flah跳转地址拿最新的升级程序——如果拿取失败就会自动加载旧版固化在flash的程序。

三：工具

1.所需ip核：QSPI+UART+ARM架构cpu

2.首先往flah里面固化bit+elf（bootloader）,可以从flash的地址0开始固化（mcs文件生成处可以选择）。

3.上电从flash拿合并程序，并运行bit+elf（bootloader）

4.在bootloader程序里的设置写flash的地址：就是意味着往flash的哪个地址去写并引导app程序的启动。

但是想做远程程序更新功能就必须这么干，通过串口或者网口或者什么其他通信接口将要更新的程序发送至fpga，fpga存储空间不够的话就暂存到ddr或者外置sram里，再按顺序操作flash烧入

外部存储器的时钟管脚一般与fpga的CCLK_0连接，当使用远程更新时，首先fpga内部有控制flash的驱动（即逻辑控制flash时序），当然flash时钟也需要控制了，但这时时钟管脚已经连接到CCLK_0，那该如何操作啊，你直接约束分配管脚试试，是通不过的，这时STARTUPE2就派上用场了，那该如何使用啊，如下

STARTUPE2  #(
    .PROG_USR("FALSE"), // Activate program event security feature. Requires encrypted bitstreams.
    .SIM_CCLK_FREQ(0.0) // Set the Configuration Clock Frequency(ns) for simulation
)
STARTUPE2_inst
(
    .CFGCLK(), // 1-bit output: Configuration main clock output
    .CFGMCLK(), // 1-bit output: Configuration internal oscillator clock output
    .EOS(), // 1-bit output: Active high output signal indicating the End Of Startup.
    .PREQ(), // 1-bit output: PROGRAM request to fabric output
    .CLK(0), // 1-bit input: User start-up clock input
    .GSR(0), // 1-bit input: Global Set/Reset input (GSR cannot be used for the port name)
    .GTS(0), // 1-bit input: Global 3-state input (GTS cannot be used for the port name)
    .KEYCLEARB(1), // 1-bit input: Clear AES Decrypter Key input from Battery-Backed RAM (BBRAM)
    .PACK(1), // 1-bit input: PROGRAM acknowledge input
    .USRCCLKO(flash_clk), // 1-bit input: User CCLK input
    .USRCCLKTS(0), // 1-bit input: User CCLK 3-state enable input
    .USRDONEO(1), // 1-bit input: User DONE pin output control
    .USRDONETS(1) // 1-bit input: User DONE 3-state enable outpu
);

其中flash_clk就是你时序控制的flash时钟信号(使用STArtupe2原语输出cclk时钟时，启动后的前三个时钟用于切换时钟源，不会对外输出)，连接到这就行了，其它的不需要改动，也无需约束此管脚,当然你也可以例化qspi ip看里面是如何使用的。

顺便说一下，对于数据信号，一般是inout类型，对于单bit可以如下使用：
 

assign data = data_en ? data_reg : 1'bz;

多bit可以如下使用：
 

1. //data_en=1:data_in--valid;0:data_out--valid

2. generate

3. genvar j;

4. for (j = 0; j <= 3; j = j + 1)

5. begin : bidir_IO

6. IOBUF IOBUF_i (

7. .IO (flash_data[j]),

8. .I (data_out[j]),

9. .O (data_in[j]),

10. .T (data_en)

11. );

12. end

13. endgenerate

data_en、data_in、data_out是时序控制的信号，flash_data为顶层的inout类型信号（直接接芯片引脚）。

ext_spi_clk:在QSPI模式下这个时钟的两分频就是给SPI Flash的访问时钟,因此这个时钟要根据QSPI Flash的参数设置到合理值;

ICAP实现Multiboot的原理介绍
FPGA具有多重配置的特性，允许用户在不掉电重启的情况下，根据不同时刻的需求，可以从FLASH中贮存的多个比特文件选择加载其中的一个，实现系统功能的变换。当FPGA完成上电自动加载初始化的比特流后，可以通过触发FPGA内部的多重启动事件使得FPGA从外部配置存储器(SPI FLASH)指定的地址自动下载一个新的比特流来重新配置。FPGA的多重配置可以通过多种方式来实现。本文采用的是基于ICAP原语的状态机编码方式。通过调用Xilinx自带的ICAP原语，编写状态机按照一定的指令流程对ICAP原语进行不断的配置，可以控制FPGA重新配置。

 
//   ICAPE2    : In order to incorporate this function into the design,
//   Verilog   : the following instance declaration needs to be placed
//  instance   : in the body of the design code.  The instance name
// declaration : (ICAPE2_inst) and/or the port declarations within the
//    code     : parenthesis may be changed to properly reference and
//             : connect this function to the design.  All inputs
//             : and outputs must be connected.
 
//  <-----Cut code below this line---->
 
   // ICAPE2: Internal Configuration Access Port
   //         Artix-7
   // Xilinx HDL Language Template, version 2019.1
 
   ICAPE2 #(
      .DEVICE_ID(0'h3651093),     // Specifies the pre-programmed Device ID value to be used for simulation
                                  // purposes.
      .ICAP_WIDTH("X32"),         // Specifies the input and output data width.
      .SIM_CFG_FILE_NAME("NONE")  // Specifies the Raw Bitstream (RBT) file to be parsed by the simulation
                                  // model.
   )
   ICAPE2_inst (
      .O(O),         // 32-bit output: Configuration data output bus
      .CLK(CLK),     // 1-bit input: Clock Input
      .CSIB(CSIB),   // 1-bit input: Active-Low ICAP Enable
      .I(I),         // 32-bit input: Configuration data input bus
      .RDWRB(RDWRB)  // 1-bit input: Read/Write Select input
   );
 
   // End of ICAPE2_inst instantiation
				
				

device id 在UG470可找

14. 对于flash来说：只要你不擦除绝对是pp写不进去的（实测确实是这样）。

15.对于vivado的先擦除后编程来说，擦除的步骤一定是正片flash全部擦除。不可能只查出mcs固化地址的小块区域（已验证过）

16. 对于lash固化，当000000没程序，只有006000有程序。FPGA上电会一直找到006000有程序的地方去执行。（已验证过）

17.在线烧录和固化验证跳转指令是有差别的，在线烧录跳转验证功能会出现功能异常，一定要固化进去验证。

18.initial begin一定不要在代码阶段写，这种只推荐在testbech写。一旦上电复位之后传参传不进去的。

19.当falsh里面只有golden 程序时，一旦发现跳转地址是错的，会回退到golden程序运行（实测有效）

20.当把golden 程序固化到0地址，test1固化到700000，test2固化到a00000，一旦从goden程序跳转到错误地址时，会直接执行test1程序。