基于DSP的FPGA配置方法研究與實(shí)現
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2 硬件實(shí)現電路
2．1 硬件結構
本文選用AD公司生產(chǎn)的ADSP-TS101這款芯片作為配置FPGA的主處理器。ADSP-TS101是一款極高性能的靜態(tài)超標量處理器，同時(shí)支持浮點(diǎn)和定點(diǎn)處理，最高工作頻率為300 MHz，地址范圍4 GB，最大支持16MB的PROM。從地址的0x08000000～0xFFFFFFFF為外部存儲器空間的一部分，可以訪(fǎng)問(wèn)獨立的外圍設備，完全可以滿(mǎn)足片外程序的尋址。為了完成配置FPGA的時(shí)序，需要DSP有靈活可控的引腳信號。而ADSP-TS101的4個(gè)標志引腳信號FLAG3～FLAG0允許在A(yíng)DSP-TS101和其他的設備之間傳遞位信號。任何一個(gè)標志引腳既可以作為輸入也可以作為輸出，且ADSP -TS101的許多指令都可以以標志引腳的輸入作為執行條件，可以在多處理器和其他接口之間進(jìn)行高效的通信和同步。因此，可以將此4個(gè)管腳和FPGA進(jìn)行連接，模擬完成FPGA的配置時(shí)序。
存儲芯片選用Spansion公司的高性能FLASH芯片S29JL064H，最小訪(fǎng)問(wèn)周期為55 ns，其可以配置成8M×8 b的存儲方式。而Virtex-Ⅱ系列FPGA的配置數據包括配置數據幀和配置寄存器數據，配置寄存器數據都為40×32 b，即1 280 b，配置數據幀會(huì )因器件不同而有變化，對于XC2V1000器件來(lái)說(shuō)，配置數據幀為4 082 592 b，總的配置數據不到4 Mb。所以，此存儲芯片完全可以滿(mǎn)足FPGA和DSP程序的存儲。對于FLASH存儲空間的劃分，采用一分為二的方法，DSP和FPGA程序各占一半空間。即，從地址0x00000～0x3FFFFF這4 MB空間用來(lái)存儲DSP程序，剩余的
4MB空間0x400000～0x7FFFFF存儲FPGA程序。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/149314.htm
系統的硬件結構示意圖如圖1所示。由DSP的RD信號充當FPGA的配置時(shí)鐘CCLK，FLAG0信號模擬FPGA的PROG_B信號，FLAG1和FLAG2分別作為FPGA的DONE信號和BUSY信號的輸入。此系統在設計時(shí)，采用了DSP，FPGA，FLASH共用數據總線(xiàn)的方式，所以當DSP從FLASH芯片中讀取FPGA的加載數據并出現在總線(xiàn)上的時(shí)候，可以直接被FPGA抓取來(lái)完成FPGA程序的正常加載。
2．2 工作時(shí)序
系統上電后，DSP啟動(dòng)DMA通道0，從FLASH地址0開(kāi)始，把一個(gè)256 word的程序塊傳送到內部存儲器地址0x00～0xFF。然后，DSP開(kāi)始從0x00執行加載核，加載核將后續應用代碼和數據加載至地址0xFF之后的內部存儲器內。最后，加載核啟動(dòng)一個(gè)256 word的DMA，使其自身被工作程序代碼覆蓋。至此，DSP即從地址0x00開(kāi)始執行工作程序。在工作程序中首先從FLASH存儲器中讀取FPGA的加載程序，并給出相應的加載時(shí)序，完成FPGA程序加載。具體的工作時(shí)序，如圖2所示。
3 結語(yǔ)
隨著(zhù)FPGA+DSP的系統結構在電子設計領(lǐng)域中應用的日益廣泛化，在不增加其它額外器件的前提下，依靠DSP模擬FPGA加載時(shí)序，對FPGA使用了被動(dòng)并行的配置方式。此方法在一定程度減少了設計冗余，實(shí)現了小型化和低成本。應用于電路系統中，工作穩定可靠，靈活高效。
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