基于FPGA的多路脈沖重復頻率跟蹤器

2.2 FPGA芯片的配置

APEX系列FPGA芯片是基于SRAM技術的器件,由于SRAM的易失性,掉電以后芯片中的配置信息將丟失,所以每次系統上電時都要重新加載配置數據Altera公司提供了一系列的配置器件用于儲存配置數據并且在上電時加載FPGA本設計選用Altera公司的EPC2,最大的優勢在于EPC2是FLASH器件,可以多次重復編程,改掉了以前的PROM配置器件只能寫入一次的缺點,極大地方便了系統調試和產品升級當設計完成的產品需要改進時,只需將EPC2中的內容重寫一遍即可,縮短了產品的研發周期

在設計中需要注意的是EPC2的容量是1.6Mb,根據FPGA芯片的容量大小需要的配置芯片的數目是不等的本設計中采用的EP20K200EQI芯片的容量是1.9Mb,所以需要兩片EPC2圖5是用兩片EPC2配置EP20K200EQI芯片的連線圖,通過EPC2芯片的nCASC管腳,可以方便地實現多片級聯系統上電后, EP20K200EQI芯片檢測到nCONFIG管腳電平由低到高的跳變時,啟動配置流程首先EP20K200EQI芯片驅動CONF_DONE管腳為低,將第一片EPC2的nCS管腳拉低,選通該芯片經過一段延時以后EP20K200EQI芯片釋放nSTATUS管腳,上拉電阻將EPC2的OE管腳拉成高電平將其使能EPC2用其內部振蕩器將配置數據串行輸出到FPGA芯片中當第一片EPC2的全部數據輸出完后,它驅動nCASC管腳為低,按順序驅動第二個EPC2的nCS為低,啟動第二個EPC2輸出數據前一個EPC2啟動下一個EPC2的過程在一個時鐘周期內就可以完成,所以輸送給FPGA芯片的數據流是連續的

2.3 FPGA芯片的在線編程

APEX系列FPGA芯片在邊界掃描模式(JTAG模式)下可以對其進行在線的配置重構,系統無需重新上電就可以修改FPGA芯片的配置,極大地方便了調試JTAG模式也可以對EPC2進行在線編程在系統設計時,可以把多個器件組成一個JTAG器件鏈,用一個JTAG兼容頭(例如Altera的ByteBlasterMV并口下載電纜)把所有的器件連接起來JTAG器件鏈方式特別適合電路板上有多個器件的情況,用一個JTAG頭就可以對多個器件進行在線編程本設計中電路板上有三個JTAG器件,包括兩片EPC2和一片FPGA,設計的JTAG器件鏈如圖6所示