一。 概述

　　二。 目前很多產(chǎn)品都廣泛用了FPGA ，雖然品種不同， 但編程方式幾乎都一樣： 利用專用的EPROM 對(duì)FPGA 進(jìn)行配置。專用的EPROM 價(jià)格不便宜，且大不跟上都是一次性O(shè)PT 方式編程。一旦更改FPGA 設(shè)計(jì)，代價(jià)不小。為了進(jìn)一步降低產(chǎn)品的成本和升級(jí)成本， 可以考慮利用板上現(xiàn)有CPU 子系統(tǒng)中空閑的ROM 空間存放FPGA 的配置數(shù)據(jù)， 并由CPU模擬專用EPROM 對(duì)FPGA 進(jìn)行配置。本文將以PowerPC860 和EP1K30 為例，講解如何利用CPU 來配置FPGA 。CPU 配置FPGA 的優(yōu)點(diǎn)與Configuration EPROM 方式相比本設(shè)計(jì)有如下優(yōu)點(diǎn)：

　　1．降低硬件成本—— 省去了FPGA 專用EPROM 的成本，而幾乎不增加其他成本。以ALTERA 的10K 系列為例，板上至少要配一片以上的EPC1，每片EPC1 的價(jià)格要幾十元， 容量1M 位。提供1Mb 的存儲(chǔ)空間， 對(duì)于大部分單板來說（如860系統(tǒng)的單板） ，是不需要增加硬件的。即使增加1Mb 存儲(chǔ)空間，通用存儲(chǔ)器也會(huì)比FPGA 專用EPROM 便宜。

　　2．可多次編程—— FPGA 專用EPROM 幾乎都是OTP ，一旦更換FPGA 版本，舊版本的并不便宜的EPROM 只能丟棄。如果使用本設(shè)計(jì)對(duì)FPGA 配置，選用可擦除的通用存儲(chǔ)器保存FPGA 的編程數(shù)據(jù)，更換FPGA 版本，無須付出任何硬件代價(jià)。這也是降低硬件成本的一個(gè)方面。

　　3． 實(shí)現(xiàn)真正“ 現(xiàn)場(chǎng)可編程”--FPGA 的特點(diǎn)就是“ 現(xiàn)場(chǎng)可編程” ，只有使用CPU 對(duì)FPGA 編程才能體現(xiàn)這一特點(diǎn)。如果設(shè)計(jì)周全的話，單板上的FPGA 可以做到在線升級(jí)。

　　4． 減少生產(chǎn)工序-- 省去了對(duì)“FPGA 專用EPROM” 燒結(jié)的工序，對(duì)提高生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本等均有好處。對(duì)于雙面再流焊的單板，更可省去手工補(bǔ)焊DIP 器件的工序。當(dāng)然，與Configuration EPROM 方式相比也有一些需要注意的的地方：

　　1．需要CPU 提供5 根I/O 線--一般來說，這并不困難。對(duì)于MPC860 一類的CPU 來說，區(qū)區(qū)5 根I/O 線是不成問題的。即使是某些設(shè)計(jì)中實(shí)在沒有多余的I/O 供配置使用，也可通過板上的PLD 擴(kuò)展。雖然這樣做可能會(huì)增加成本，但獲得的真正“ 現(xiàn)場(chǎng)可編程” 的功能是非常寶貴的。

　　2． CPU 的Boot 應(yīng)不依賴于FPGA-- 這在單板設(shè)計(jì)時(shí)需要特別考慮的。由于CPU 對(duì)FPGA 進(jìn)行配置所需的資源很少，這一點(diǎn)比較容易做到。

　　設(shè)計(jì)

　　本設(shè)計(jì)嚴(yán)格按照FPGA 的PS 配置流程進(jìn)行， 并在配置過程中始終監(jiān)測(cè)工作狀態(tài)， 在完善的軟件配合下， 可糾正如上電次序?qū)е屡渲貌徽５儒e(cuò)誤。因此，采用此方法對(duì)FPGA 進(jìn)行配置，性能將優(yōu)于Configuration EPROM 方式。本設(shè)計(jì)是利用板上現(xiàn)有CPU 子系統(tǒng)中空閑的ROM 空間存放FPGA 的配置數(shù)據(jù)， 并由CPU 模擬專用EPROM 對(duì)FPGA 進(jìn)行配置，以降低硬件成本并實(shí)現(xiàn)FPGA 的在線升級(jí)。