请问能否详细地讲解fpga在线加载原理呢？

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请问能否详细地讲解fpga在线加载原理呢？ [复制链接]

yingchao

FPGA在线加载是一种允许在系统运行时动态更新FPGA配置的技术。以下是FPGA在线加载的基本原理和步骤：

硬件描述语言（HDL）编写：首先，开发者需要使用硬件描述语言（如Verilog或VHDL）编写逻辑电路的设计代码 1。
代码综合：使用开发工具（例如Xilinx的Vivado或Altera的Quartus）将HDL代码转换为配置文件，该文件通常是包含实现电路所需全部信息的二进制文件 1。
配置文件下载：将配置文件通过特定的接口（如JTAG或PCIe）下载到FPGA芯片中 1。
配置过程启动：在FPGA芯片上启动配置过程，将配置文件烧录到SRAM中，这个过程也称为“烧写”或“配置” 1。
系统上电加载：系统上电后，FPGA自动从SRAM中读取配置文件，实现所需的电路功能 1。

FPGA的在线加载模式主要有以下几种：

PS模式（Passive Serial Configuration Mode）：被动串行加载模式，适合逻辑规模小、加载速度要求不高的场合。加载时钟信号CCLK由FPGA外部提供，需要外部微控制器的支持 3。
AS模式（Active Serial Configuration Mode）：主动串行加载模式，FPGA从外部存储设备中读取逻辑信息进行配置，配置时钟信号CCLK由FPGA内部提供 3。
PP模式（Passive Parallel Configuration Mode）：被动并行加载模式，适合逻辑规模较大、加载速度要求高的场合。通过8bit并行数据线进行逻辑加载，CCLK信号由外部提供 3。
BS模式（Boundary Scan Configuration Mode）：边界扫描加载模式，即JTAG加载模式 3。

此外，QuickBoot提供了一种远程更新FPGA逻辑的解决方案，它通过在FPGA内部增加逻辑功能，允许上位机通过以太网、PCIe、USB等发送更新数据到FPGA，再由FPGA传输到Flash Memory，实现远程更新 4。

在实际应用中，FPGA的在线加载需要CPU的帮助，并且CPU在加载前已经启动并工作。不同的FPGA厂商（如Altera、Xilinx、Lattice）可能有不同的PS加载端口定义和加载模式 3。