上位机通过下载线用Quartus软件工具对EPCS配置芯片进行配置程序的烧写操作,其配置文件必须为pof文件格式。在所设计的系统文件编译完成后,Quartus软件就可以生成烧写所需的pof格式文件。
2.3 可重构系统设计
本设计主要是通过DSP的串口向CPLD器件发送控制命令以及要进行配置的数据包,CPLD解析命令后再执行相应的操作,以完成EPCS配置芯片所需的下载时序及配置数据。当EPCS配置芯片的数据下载完成后,再进行FPGA从配置芯片下载新的系统配置程序过程。一般情况下,在系统上电后,FPGA都要马上从EPCS配置芯片中下载配置文件。在对EPCS配置芯片进行控制时,首先要让FPGA释放对EPCS配置芯片的控制,而且,在对EPCS配置芯片写数据的操作完成后,又要将控制权交与FPGA,以便FPGA能够下载最后一次完成的配置程序。本系统的可重构原理图如图2所示。
FPGA可重构系统中,DSP通过一个串口与CPLD进行通信,串口由数据信号线BDX、帧信号线BFSX以及时钟信号线BCLKX组成,所有的控制命令和程序数据都是通过这三条信号来传送的。FPGA器件的CONF_DONE信号线、nSTATUS信号线和nCONFIG信号线均需要用大小为10kΩ的电阻上拉,而nCE信号线则需用10kΩ的下拉电阻。CPLD器件通过nCONFIG信号线和nCE信号线对EPCS配置芯片的控制权进行控制或释放。当系统上电后,CPLD器件首先对EPCS配置芯片表现为释放状态,而FPGA则执行EPCS配置芯片的数据读取操作,即FPGA的配置过程是:FPGA通过nCSO管脚置EPCS配置芯片的nCS信号线为低电平,并通过ASDO管脚向EPCS发送控制命令和地址,然后在DCLK的上升沿,由配置芯片通过DATA0信号线将配置程序和数据发送到FPGA,在程序发送完毕以后,CONF_DONE由低电平变为高电平,随后进行FPGA初始化并进入工作状态。
当需要进行系统重构时,可由上位机向DSP器件发送控制命令以进行系统的重构操作。系统重构的流程图如图3所示,整个过程包括以下几个步骤:
(1)上位机发送重构命令后,由DSP通过串口向CPLD器件发送控制选通命令字符串,命令经CPLD器件解析后将nCONFIG信号线置为低电平,并将nCE信号线置为高电平,从而取得对EPCS配置器件的nCS、DCLK、ASDI、DATA管脚的掌控权。此时,FPGA可释放对EPCS的掌控权,但不读取EPCS的配置程序数据。