arm与fpga通信的过程

arm与fpga通信的过程

一、基础知识

( 1)FPGA的配置方式:

①并行主模式为一片FPGA加一片EPROM的方式；

②主从模式可以支持一片PROM编程多片FPGA；

③串行模式可以采用串行PROM编程FPGA；

④外设模式可以将FPGA作为微处理器的外设，由微处理器对其编程。

公司在u-boot中是以被动串行模式方式加载fpga的。即每次在FPGA上电时，由外部器件完成FPGA的配置。

（2）rk3368平台fpga硬件连接关系

①一般采用串行方式和fpga通信连接方式：

引脚说明：

MSEL：这组信号决定了FPGA的配置方式（主/被动串行、主/被动并行、 JTAG模式等）

CONF_DONE：这个信号信上拉，FPGA配置完成，可以获取其高低电平判断是否，配置结束。

nSTATUS：一样，开路输出，需上拉，这个信号反应FPGA的配置过程状态的信号，一会儿看时序图。

nCE：片选，用来选择当前的FPGA，如果有多片，这个就有用了；

DATA0，DCLK：俩个配置过程正真干活的信号，数据和时钟，DCLK上升沿，FPGA采集DATA0的信号.

nCONFIG：这个信号很重要，由主控告诉FPGA，要开始配置了，即产生起始信号。

②T6系列fpga通信涉及的引脚：

③对应rk3368引脚：其中GPGA_LED是连接在fpga上无需arm去控制

对应表

二、arm与fpga串行通信时序

fpga串行配置时序图

1、 时序解读：（红色部分是核心时序）

①上电让 nCONFIG管脚被拉低大致5us，器件复位，此时配置RAM的所有内容被清空，所有I/O处于高阻态，其余三个状态信号亦均被拉低，

②复位结束FPGA释放nCONFIG管脚，其被外部上拉电阻拉高， FPGA在nCONFIG检测到由低到高的跳变沿（这里维持高电平一段时间），配置开始，同时FPGA采样MSEL的信号状态，决定接受何种配置模式。

③随后，FPGA释放nSTATUS管脚，上拉电阻将其拉高，FPGA在nSTATUS管脚检测到由低到高的跳变沿，表示FPGA开始接受数据。（此引脚没有涉及，所以没有这个过程）

④配置数据由DATA引脚打入， data数据在SCL 上升沿 锁存至FPGA中，配置数据全部打入到FPGA后，FPGA释放CONF_DONE管脚，使其由外部上拉电阻拉高，说明配置结束，进入初始化过程。

⑤INIT_DONE是一个指示初始化完成的信号，INIT_DONE在nCONFIG信号为低或配置的初期时为高电平，当data数据的第一帧被配置进FPGA后，INIT_DONE信号变低，因此INIT_DONE信号由高到低的跳变表示FPGA配置真正开始，开始接收配置数据，INIT_DONE一直保持为高，说明FPGA没有接收到正确配置数据的文件头。当初始化结束后,FPGA释放它，使其由外部上拉电阻拉高 （判断数据传输结束） 。

2、时序实现（参考导师u-boot加载fpga源码）：

①io口模拟

a.定义io口：