Xilinx FPGA的Fast Startup
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表4表示配置時(shí)間的測量結果。對于這些結果，我們實(shí)現并比較了完整設計的一個(gè)標準比特流和一個(gè)壓縮比特流以及使用部分初始比特流的Fast Startup方法。該表列出了針對不同SPI總線(xiàn)帶寬和不同配置速率(CR)設置的配置時(shí)間。不出所料，配置時(shí)間與比特流大小成正比。由于使用快速配置，時(shí)鐘沒(méi)有影響清倉過(guò)程(housecleaning process)，高CR設置的比率(按百分比)發(fā)生了變化。
本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/125814.htm在硬件中驗證
我們開(kāi)發(fā)的高級配置方法可以稱(chēng)為優(yōu)先化的FPGA啟動(dòng)，因為它分兩步配置器件。這種方法不僅對于解決現代FPGA中配置時(shí)間不斷增加的挑戰是必不可少，而且也能在很多現代應用中得到使用，如PCI Express或基于CAN的汽車(chē)系統。
除了提出高優(yōu)先級初始配置方法，我們還在硬件中對這種方法進(jìn)行了驗證。我們使用并測試了針對Fast Startup的工具流程和方法，以在Spartan-6評估板(SP605)上實(shí)現基于CAN的汽車(chē)ECU，以及在Virtex-6原型板上實(shí)現視頻設計。通過(guò)使用這種新穎的方法，我們減小了初始比特流大小，從而使配置時(shí)間改進(jìn)了84%(與標準完整配置方案相比)。
Xilinx將在針對7系列FPGA的軟件中支持針對 PCI Express應用的Fast Startup概念，并通過(guò)優(yōu)化的實(shí)現方法簡(jiǎn)化其使用。在7系列中，新的兩步比特流方法是實(shí)現起來(lái)最簡(jiǎn)單最低成本的方法。設計FPGA時(shí)，用戶(hù)可以通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的軟件開(kāi)關(guān)實(shí)現兩級比特流。該比特流的第一級僅包含配置時(shí)序關(guān)鍵模塊需要的配置幀。配置時(shí)，會(huì )產(chǎn)生一個(gè)FPGA STARTUP序列，關(guān)鍵模塊變成活動(dòng)模塊，這樣就可輕易滿(mǎn)足100毫秒時(shí)序要求。當時(shí)序關(guān)鍵模塊運行時(shí)(例如PCI Express枚舉/配置系統過(guò)程正在進(jìn)行)，剩下的FPGA配置得以加載。兩級比特流方法能夠使用便宜的閃存器件存儲比特流。
參考資料
[1]PCI Express底層規范(PCI Express Base Specification)，版本1.1，PCI-SIG，2005年3月
[2]M. Huebner, J. Meyer, O. Sander, L.Braun, J. Becker, J. Noguera和R.Stewart, “基于部分及動(dòng)態(tài)重配置的快速順序FPGA啟動(dòng)”( PCI Express Base Specification)，IEEE計算機學(xué)會(huì )VLSI年度研討會(huì )(ISVLSI)，2010年7月
[3]層次設計方法指南，UG748, v12.1, Xilinx，2010年5月
[4]B. Sellers, J. Heiner, M. Wirthlin和J. Kalb, “通過(guò)幀摘除和部分重配置壓縮比特流”( Bitstream compression through frame removal and partial reconfigura- tion)，現場(chǎng)可編程邏輯(和應用國際大會(huì )FPL)，2009年9月
[5]J. Meyer, J. Noguera, M. Huebner, L. Braun, O. Sander, R. Mateos Gil, R. Stewart, J. Becker, “利用動(dòng)態(tài)部分重配置快速啟動(dòng)Spartan-6 FPGA”( Fast Startup for Spartan-6 FPGAs using dynamic partial reconfiguration)，歐洲設計、自動(dòng)化與測試研討會(huì )(DATE ‘11)，2011年
[6]“通過(guò)部分重配置快速配置PCI Express技術(shù)”( Fast Configuration of PCI Express Technology through Partial Reconfiguration)，XAPP883, v1.0, Xilinx, 2010年11月，http://www.xilinx.com/ support/documentation/application_notes/xapp883_Fast_Config_PCIe.pdf.
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