紫光同创 FPGA 开发跳坑指南（二）—— golden 位流

2024-04-16 04:47:50

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配置看门狗

生成烧写文件

上板验证

对于 SRAM 工艺的 FPGA 芯片，由于其配置存储单元是易失性的，FPGA 在断电之后内部配置信息将会丢失。为了让 FPGA 在上电时保持之前的电路功能，我们需要使用外部非易失性存储器（通常是 SPI FLASH）存储 FPGA 的位流。

如果 FLASH 存储空间足够大，可以在 FLASH 中存储多个位流，当一个位流加载异常时，FPGA 将尝试加载另一个位流，通常保证后一个加载的位流能正常加载，称为 golden 位流。

图 1 紫光 Logos 系列器件上电加载流程

配置看门狗

上电加载时，看门狗电路负责检测配置过程的超时。每经过 512 个 System Clock 时钟周期，看门狗数值减一，当看门狗数值为 0 时，触发版本回退。

在 Project Setting 中，使能看门狗，并配置看门狗计数器。

图 2 紫光 Project Setting 界面

生成烧写文件

位流不能直接烧写进外部 FLASH，需要借助软件自带的工具进行转换。紫光 Logos 系列器件外部 FLASH 烧写文件为 sfc 文件，生成带 golden 程序的 sfc 文件的步骤如下：

（1）在 PDS 软件中，选择 Tools -> Configuration，打开 Fabric Configuration 工具；

（2）在配置界面中，右键点击器件，选择 Generate Multi/Dual Boot File；

（3）数据流类型选 Multi Boot Data Stream，点击 Next；

（4）选择 golden 位流和 applied 位流，并设置对应的起始地址，点击 Next；

（5）FLASH 读模式选 SPI X1, 24-bit address，点击 Next；

（6）检查配置信息，点击 Next；

（7）最后点击 Finish，就得到带 golden 程序的 sfc 文件。

上板验证

打开配置工具，将 sfc 文件烧写进外部 FLASH，断电重启 FPGA，可以看到 FPGA 状态寄存器 fallback 值为 0。

将 FLASH 中的 applied 位流擦除，断电重启 FPGA，这时 FPGA 状态寄存器 fallback 值变为 1，说明启用了 golden 位流。

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