电子发烧友App

硬声App

0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

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。
 
上一页123全文

本文导航

收藏

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉

相关推荐

Xilinx Spartan-3系列FPGA配置电路

特权同学为大家介绍市面上最常见的Xilinx spartan-3的xc3s400的配置电路...
2013-05-31 14:07:333814

详解Xilinx FPGA配置模式(Master/Slave模式,Serial/SelectMAP模式)

本文主要介绍Xilinx FPGA配置模式。
2021-01-01 10:12:0021578

FPGA配置原理说明

我们所说的FPGA配置电路,一方面要完成从PC上把bit文件下载到FPGA或存储器的任务,另一方面则要完成FPGA上电启动时加载配置数据的任务。
2023-06-10 10:09:52317

XILINX FPGA IP之Clocking Wizard详解

锁相环基本上是每一个fpga工程必不可少的模块,之前文档xilinx 7 系列FPGA时钟资源对xilinx fpga的底层时钟资源做过说明,但是对于fpga的应用来说,使用Clocking Wizard IP时十分方便的。
2023-06-12 17:42:032883

FPGA技巧Xilinx

本帖最后由 lee_st 于 2017-10-31 08:58 编辑 FPGA技巧Xilinx
2017-10-21 20:30:04

FPGA技巧Xilinx

FPGA技巧Xilinx,,
2017-09-28 13:45:41

FPGA电源设计挑战:我可以使用PMIC吗?

在电路板或TPS650860评估模块上对器件进行编程,以进行测试。TPS65086100具有多种示例配置,可快速适应某些最流行的FPGA和多处理器片上系统(MPSoC),如Xilinx Zynq
2018-07-24 17:27:53

Xilinx 7系列FPGA管脚是如何定义的?

引言: 我们在进行FPGA原理图和PCB设计时,都会涉及到FPGA芯片管脚定义和封装相关信息,本文就Xilinx 7系列FPGA给出相关参考,给FPGA硬件开发人员提供使用。通过本文,可以了解到
2021-05-28 09:23:25

Xilinx FPGA配置的一些细节

:CCLK,重新生成download.bit,SelectMAP加载,FPGA工作正常!查Xilinx关于SelectMAP的说明(v4的配置手册ug71.pdf),发现一句话:The BitGen
2015-09-22 23:36:50

Xilinx FPGA配置的一些细节

Xilinx FPGA配置的一些细节0 参考资料(1) Xilinx: Development System Reference Guide. dev.pdf, v10.1在Xilinx的doc目录
2015-08-20 22:57:10

Xilinx FPGA配置的一些细节

Xilinx FPGA配置的一些细节0 参考资料(1) Xilinx: Development SystemReference Guide. dev.pdf, v10.1在Xilinx的doc目录
2016-05-22 23:38:23

Xilinx FPGA入门之PLL实例的基本配置

Xilinx FPGA入门连载24:PLL实例之基本配置 1 工程移植可以复制上一个实例sp6ex7的整个工程文件夹,更名为sp6ex8。然后在ISE中打开这个新的工程。 2 新建IP核文件
2019-01-21 21:33:40

正在加载...