FPGA數據配置模式解析

芯片設計工程師根據功能，完成RTL設計，添加各種約束，完成綜合、Place & Route等一系列工作之后，還需要一些配置數據，完成寄存器初始化等內容，才能開始工作。

今天我們一起來聊一聊FPGA的配置數據模式。

FPGA配置方式

根據FPGA配置過程控制者的不同，我們將配置方式主要分為三類：

FPGA控制配置過程第一種最常見的模式是，從片外FLASH中加載配置所需的比特流，FPGA內部產生時鐘，整個過程有FPGA自主控制。FPGA 上電以后，將配置數據從FLASH中，讀入到SRAM中，實現內部結構映射。

優點：不需要借助其他模塊或者終端，自己控制整個過程。

缺點：一般只能從FLASH（掉電不會丟失數據）或者其他片外非易失性存儲器中，加載配置，配置方式有限。

處理器控制器控制配置過程第二種模式是，通過借助處理器、控制器或者其他終端，完成配置過程。FPGA 作為從設備，微處理器或者控制電路提供配置所需的時序，實現配置數據的下載。

優點：配置方式靈活?？梢詫⑴渲脭祿胖迷贔LASH、硬盤燈存儲介質中，通過其他終端完成整個配置過程。

缺點：需要借助其他終端設備。

通過JTAG配置第三種模式，通過JTAG完成配置。一般情況下，是通過JTAG進行調試，將比特流文件下載到FGPA中。需要注意的是，這種模式下，如果出現斷電，則配置失效。

此外有的FPGA還可以通過網絡進行配置，在實際工作中，接觸較少，所以不再贅述。

單片FPGA多片FPGA配置

單片FPGA和多片FPGA的配置過程類似，但還是有些不同，下面我們分開來描述一下，在FPGA控制配置過程這種模式下面，兩者的異同。

單片FPGA配置FPGA 的CCLK 管腳，提供工作時鐘給PROM ，PROM 在CCLK 的上升沿，將數據從D0 管腳送到FPGA 的DIN 管腳，這種方式是最簡單也是最常用的一種配置方式。在這種方式下，有兩點非常重要：

電源適配性。從上面描述可以看出，整個過程需要FPGA和PROM之間進行通信，所以兩者的接口電平必須一致，即FPGA管腳電壓和PROM的輸入電壓相等。JTAG鏈的完整性。保證JTAG 連接器、FPGA、PROM 的TMS、TCK 連在一起，保證從JTAG 連接器TDI 到其TDO 之間閉合回路。多片FPGA配置配置過程單片和多片過程相似，但是多片FPGA 配置時，需要區分主設備從設備，且需要選擇不同的配置模式。

小結

在實際工作中，工程師根據具體的工作需要，選擇相應的配置方式。

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