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电子发烧友网>可编程逻辑>FPGA/ASIC技术>测量装置 - Xilinx FPGA的快速启动配置

测量装置 - Xilinx FPGA的快速启动配置

 
图6 – 汽车ECU的测量装置
  测量配置时间的程序从网络发包器处于空转(空档)状态下开始,此时CAN PHY电路板上的CAN收发器也处于睡眠模式,SP605也与电源断开。接着,网络发包器启动一个硬件计时器并发送一条CAN消息。识别CAN总线上的事件后,CAN PHY被唤醒并重新让SP605接通电源。然后FPGA开始载入来自SPI闪存的初始比特流。
 
  由于没有接收器确认由网络发包器发送的消息,这条消息立刻重复发送,直至FPGA已经完成其配置并用有效的波特率配置了CAN内核。一旦Spartan-6设计的CAN内核确认了这条消息,网络发包器的CAN内核将触发一个中断,由这个中断停止硬件计时器。该计时器现在保存着SP605设计的引导时间。测量结果包括SP605设计内一个额外的硬件计时器,此结果表明,当执行该软件来配置内置BRAM内存的CAN内核时,软件启动时间可以忽略不计。
 
  表3表示每个分区的FPGA资源消耗。百分比信息是用来表示使用的XC6S45LXT器件的有效资源的总数量。
 

资源类型

分区

高优先级

%

低优先级

%

触发器

3,480

6%

1,941

4%

查找表

3,507

13%

1,843

7%

I/O

58

20%

20

7%

RAMB

12

10%

2

2%

表3 – Spartan-6设计中占用的FPGA资源
 

配置接口

配置方法

传统的1,450 KB

压缩的

920 KB

Fast Startup 314 KB

SPIx1 CR2

5,297 ms

3,382 ms

1,157 ms

SPIx1 CR26

292 ms

196 ms

85 ms

SPIx2 CR2

2,671 ms

1,699 ms

596 ms

SPIx2 CR26

161 ms

113 ms

58 ms

SPIx4 CR2

1,348 ms

872 ms

311 ms

SPIx4 CR26

97 ms

73 ms

45 ms

表4 – 测得的Spartan-6配置时间
 
  表4表示配置时间的测量结果。对于这些结果,我们实现并比较了完整设计的一个标准比特流和一个压缩比特流以及使用部分初始比特流的Fast Startup方法。该表列出了针对不同SPI总线带宽和不同配置速率(CR)设置的配置时间。不出所料,配置时间与比特流大小成正比。由于使用快速配置,时钟没有影响清仓过程(housecleaning process),高CR设置的比率(按百分比)发生了变化。
 
在硬件中验证
  我们开发的高级配置方法可以称为优先化的FPGA启动,因为它分两步配置器件。这种方法不仅对于解决现代FPGA中配置时间不断增加的挑战是必不可少,而且也能在很多现代应用中得到使用,如PCI Express或基于CAN的汽车系统。
 
  除了提出高优先级初始配置方法,我们还在硬件中对这种方法进行了验证。我们使用并测试了针对Fast Startup的工具流程和方法,以在Spartan-6评估板(SP605)上实现基于CAN的汽车ECU,以及在Virtex-6原型板上实现视频设计。通过使用这种新颖的方法,我们减小了初始比特流大小,从而使配置时间改进了84%(与标准完整配置方案相比)。
 
  Xilinx将在针对7系列FPGA的软件中支持针对 PCI Express应用的Fast Startup概念,并通过优化的实现方法简化其使用。在7系列中,新的两步比特流方法是实现起来最简单最低成本的方法。设计FPGA时,用户可以通过一个简单的软件开关实现两级比特流。该比特流的第一级仅包含配置时序关键模块需要的配置帧。配置时,会产生一个FPGA STARTUP序列,关键模块变成活动模块,这样就可轻易满足100毫秒时序要求。当时序关键模块运行时(例如PCI Express枚举/配置系统过程正在进行),剩下的FPGA配置得以加载。两级比特流方法能够使用便宜的闪存器件存储比特流。
 
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2021-05-19 15:18:132

AD7091R pmod Xilinx FPGA参考设计

AD7091R pmod Xilinx FPGA参考设计
2021-05-19 18:31:597

AD7156 pmod Xilinx FPGA参考设计

AD7156 pmod Xilinx FPGA参考设计
2021-05-20 12:32:1610

AD7991 pmod Xilinx FPGA参考设计

AD7991 pmod Xilinx FPGA参考设计
2021-05-20 12:37:2612

AD5781 pmod Xilinx FPGA参考设计

AD5781 pmod Xilinx FPGA参考设计
2021-05-24 10:29:2017

Xilinx FPGA开发实用教程

Xilinx FPGA开发实用教程资料包免费下载。
2022-04-18 09:43:4624

FPGA配置模式

尽管FPGA配置模式各不相同,但整个配置过程中FPGA的工作流程是一致的,分为三个部分:设置、加载、启动
2022-10-10 14:37:571272

Zynq在非JTAG模式下的启动配置流程

在无 JTAG 的模式下,Zynq 是通过片上CPU完成对芯片的配置,也就是PS和PL的配置是通过 PS 处理器 ARM 核来实现的。需要注意的是,与传统的 Xilinx 7 系列 FPGA 芯片不同,Zynq 是不支持从 PL 端进行直接启动配置的,一定要通过 PS 部分来完成。
2022-10-19 09:11:55986

Xilinx FPGA的上电模式的四种类型

总结Xilinx  FPGA 的上电模式可以分为以下4类型: 主模式 从模式 JTAG模式(调试模式) 系统模式(多片配置模式) 1、主模式 典型的主模式都是加载片外非易失( 断电不丢数据
2023-03-29 14:50:06535

Xilinx FPGA pcb设计

Xilinx FPGA pcb设计
2023-05-29 09:11:360

使用高速NOR闪存配置FPGA

)等应用中得到广泛采用。汽车场景中摄像头系统的快速启动时间要求就是很好的一个例子——车辆启动后后视图像在仪表板显示屏上的显示速度是最为突出的设计挑战。 上电后,FPGA立即加载存储于NOR器件中的配置比特流。传输完成后,FPGA转换为活动(已配置)状态。FP
2023-08-15 13:55:02331

罗彻斯特电子携手AMD/Xilinx可持续供应Xilinx传统FPGA产品

罗彻斯特电子携手AMD/Xilinx,为Xilinx传统FPGA和相关配置PROM产品提供供货支持。
2023-11-07 09:04:42250

适用于 Xilinx® MPSoC 和 FPGA 的可配置多轨PMU TPS650864数据表

电子发烧友网站提供《适用于 Xilinx® MPSoC 和 FPGA 的可配置多轨PMU TPS650864数据表.pdf》资料免费下载
2024-03-06 17:07:170

Xilinx fpga芯片系列有哪些

Xilinx FPGA芯片拥有多个系列和型号,以满足不同应用领域的需求。以下是一些主要的Xilinx FPGA芯片系列及其特点。
2024-03-14 16:24:41215

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