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電子發燒友網>可編程邏輯>FPGA/ASIC技術>測量裝置 - Xilinx FPGA的快速啟動配置

測量裝置 - Xilinx FPGA的快速啟動配置

?
圖6 – 汽車ECU的測量裝置
  測量配置時間的程序從網絡發包器處于空轉(空檔)狀態下開始,此時CAN PHY電路板上的CAN收發器也處于睡眠模式,SP605也與電源斷開。接著,網絡發包器啟動一個硬件計時器并發送一條CAN消息。識別CAN總線上的事件后,CAN PHY被喚醒并重新讓SP605接通電源。然后FPGA開始載入來自SPI閃存的初始比特流。
 
  由于沒有接收器確認由網絡發包器發送的消息,這條消息立刻重復發送,直至FPGA已經完成其配置并用有效的波特率配置了CAN內核。一旦Spartan-6設計的CAN內核確認了這條消息,網絡發包器的CAN內核將觸發一個中斷,由這個中斷停止硬件計時器。該計時器現在保存著SP605設計的引導時間。測量結果包括SP605設計內一個額外的硬件計時器,此結果表明,當執行該軟件來配置內置BRAM內存的CAN內核時,軟件啟動時間可以忽略不計。
 
  表3表示每個分區的FPGA資源消耗。百分比信息是用來表示使用的XC6S45LXT器件的有效資源的總數量。
?

資源類型

分區

高優先級

%

低優先級

%

觸發器

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設計中占用的FPGA資源
?

配置接口

配置方法

傳統的1,450 KB

壓縮的

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 – 測得的Spartan-6配置時間
?
  表4表示配置時間的測量結果。對于這些結果,我們實現并比較了完整設計的一個標準比特流和一個壓縮比特流以及使用部分初始比特流的Fast Startup方法。該表列出了針對不同SPI總線帶寬和不同配置速率(CR)設置的配置時間。不出所料,配置時間與比特流大小成正比。由于使用快速配置,時鐘沒有影響清倉過程(housecleaning process),高CR設置的比率(按百分比)發生了變化。
 
在硬件中驗證
  我們開發的高級配置方法可以稱為優先化的FPGA啟動,因為它分兩步配置器件。這種方法不僅對于解決現代FPGA中配置時間不斷增加的挑戰是必不可少,而且也能在很多現代應用中得到使用,如PCI Express或基于CAN的汽車系統。
 
  除了提出高優先級初始配置方法,我們還在硬件中對這種方法進行了驗證。我們使用并測試了針對Fast Startup的工具流程和方法,以在Spartan-6評估板(SP605)上實現基于CAN的汽車ECU,以及在Virtex-6原型板上實現視頻設計。通過使用這種新穎的方法,我們減小了初始比特流大小,從而使配置時間改進了84%(與標準完整配置方案相比)。
 
  Xilinx將在針對7系列FPGA的軟件中支持針對?PCI Express應用的Fast Startup概念,并通過優化的實現方法簡化其使用。在7系列中,新的兩步比特流方法是實現起來最簡單最低成本的方法。設計FPGA時,用戶可以通過一個簡單的軟件開關實現兩級比特流。該比特流的第一級僅包含配置時序關鍵模塊需要的配置幀。配置時,會產生一個FPGA STARTUP序列,關鍵模塊變成活動模塊,這樣就可輕易滿足100毫秒時序要求。當時序關鍵模塊運行時(例如PCI Express枚舉/配置系統過程正在進行),剩下的FPGA配置得以加載。兩級比特流方法能夠使用便宜的閃存器件存儲比特流。
 
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2021-05-12 08:08:263

ADXL345 pmod Xilinx FPGA參考設計

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2021-05-16 19:45:168

ADP5589 pmod Xilinx FPGA參考設計

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2021-05-16 20:37:581

AD5628 pmod Xilinx FPGA參考設計

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2021-05-19 14:34:174

AD5541A pmod Xilinx FPGA參考設計

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2021-05-19 15:15:1911

AD7193 pmod Xilinx FPGA參考設計

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2021-05-19 15:18:132

AD7091R pmod Xilinx FPGA參考設計

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2021-05-19 18:31:597

AD7156 pmod Xilinx FPGA參考設計

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2021-05-20 12:32:1610

AD7991 pmod Xilinx FPGA參考設計

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2021-05-20 12:37:2612

AD5781 pmod Xilinx FPGA參考設計

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2021-05-24 10:29:2020

Xilinx FPGA開發實用教程

Xilinx FPGA開發實用教程資料包免費下載。
2022-04-18 09:43:4629

FPGA配置模式

盡管FPGA配置模式各不相同,但整個配置過程中FPGA的工作流程是一致的,分為三個部分:設置、加載、啟動
2022-10-10 14:37:572187

Zynq在非JTAG模式下的啟動配置流程

在無 JTAG 的模式下,Zynq 是通過片上CPU完成對芯片的配置,也就是PS和PL的配置是通過 PS 處理器 ARM 核來實現的。需要注意的是,與傳統的 Xilinx 7 系列 FPGA 芯片不同,Zynq 是不支持從 PL 端進行直接啟動配置的,一定要通過 PS 部分來完成。
2022-10-19 09:11:552023

Xilinx FPGA pcb設計

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

使用高速NOR閃存配置FPGA

應用中得到廣泛采用。汽車場景中攝像頭系統的快速啟動時間要求就是很好的一個例子——車輛啟動后后視圖像在儀表板顯示屏上的顯示速度是最為突出的設計挑戰。 上電后,FPGA立即加載存儲于NOR器件中的配置比特流。傳輸完成后,FPGA轉換為活動(已配置)狀態。FP
2023-08-15 13:55:021338

羅徹斯特電子攜手AMD/Xilinx可持續供應Xilinx傳統FPGA產品

羅徹斯特電子攜手AMD/Xilinx,為Xilinx傳統FPGA和相關配置PROM產品提供供貨支持。
2023-11-07 09:04:421044

適用于 Xilinx? MPSoC 和 FPGA 的可配置多軌PMU TPS650864數據表

電子發燒友網站提供《適用于 Xilinx? MPSoC 和 FPGA 的可配置多軌PMU TPS650864數據表.pdf》資料免費下載
2024-03-06 17:07:171

Xilinx fpga芯片系列有哪些

Xilinx FPGA芯片擁有多個系列和型號,以滿足不同應用領域的需求。以下是一些主要的Xilinx FPGA芯片系列及其特點。
2024-03-14 16:24:415686

適用于 Xilinx? MPSoC 和 FPGA的可配置多軌PMU TPS650864數據表

電子發燒友網站提供《適用于 Xilinx? MPSoC 和 FPGA的可配置多軌PMU TPS650864數據表.pdf》資料免費下載
2024-04-01 09:58:420

采用Xilinx FPGA的AFE79xx SPI啟動指南

電子發燒友網站提供《采用Xilinx FPGA的AFE79xx SPI啟動指南.pdf》資料免費下載
2024-11-15 15:28:340

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