xilinx的所有fpga器件都基于sram的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，因此為在每次fpga加電后開(kāi)始工作之前必須將配置數(shù)據(jù)加載到器件內(nèi)部的sram中，這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為“配置”。(configuration)。配置完成之后，fpga復(fù)位其寄存器，使能各個(gè)輸?shù)遁敵鲆_，器件即可實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)者要求的邏輯功能。

　　1．配置電平和接口標(biāo)準(zhǔn)

　　virtex-4、virtex-5和spartan-3系列器件增加和修改了一些與配置有關(guān)的專(zhuān)用引腳，這些專(zhuān)用引腳如下。

　　(1)vccaux輔助電源：在virtex-4、virtex-5、spartan-3及spartan-3e器件中，vccaux為2.5 v；在spartan-3a及spartan-3adsp中，vccaux可以是2.5 v或是3.3 v；在spartan-3an中，vccaux是3.3 y。

　　(2)專(zhuān)用控制信號(hào)hswap en腳：當(dāng)hswap en為低時(shí)，在配置期間所有用戶(hù)輸入／輸出(i/0)腳將被上拉(pull-up)。默認(rèn)值為高(內(nèi)部上拉)，即配置期間關(guān)閉用戶(hù)i/o腳的內(nèi)部上拉功能。

　　(3)配置時(shí)鐘(cclk)引腳：cclk引腳根據(jù)配置模式的不同，既可以是輸入，也可以是輸出。

　　(4)配置完成狀態(tài)輸出(done)：當(dāng)done為高時(shí)，表示成功完成配置；否則為配置失敗。done引腳通常需要外部上拉電阻，上拉電阻的大小與所需的驅(qū)動(dòng)電流有關(guān)，一股情況下為330ω。

　　(5)允許配置或配置復(fù)位(prog_b)信號(hào)：低電平有效，即當(dāng)將該引腳拉低后，將復(fù)位內(nèi)部的配置寄存器；當(dāng)恢復(fù)高電平時(shí)，開(kāi)始配置，直到done為高結(jié)束配置。

　　(6)模式控制引腳mo、m1及m2：決定fpga的配置模式。

　　(7)邊界掃描模式信號(hào)引腳：包括數(shù)據(jù)輸入腳(tdi)、數(shù)據(jù)輸出(tdo)、狀態(tài)和控制(tms)，以及jtag方式配置時(shí)鐘(tck)。

　　這些專(zhuān)用配置和邊界掃描引腳在virtex-4和vitex-5的器件中由vcc00供電，在spartan-3中用vccaux輔助電源為這些信號(hào)腳提供電源，所以這些配置引腳的上拉應(yīng)該對(duì)應(yīng)拉到對(duì)應(yīng)的vcco0和vccaux。這些專(zhuān)用配置引腳只能用于器件的配置，不能用于其他目的。

　　spartan-3器件的配置還有一些需要注意的地方，專(zhuān)用引腳的處理與上述的相同，但最大允許電流為10 ma。而對(duì)于多功能(復(fù)用)的配置引腳，如init b、dout、busy、rdwr b、cs-b及din／do～d7使用時(shí)需要特別注意，這些引腳根據(jù)所處的物理位置分別采用bank4(vcco-4)和bank5(vcco_5)的電源；當(dāng)使用串行模式配置時(shí)，其配置的信號(hào)引腳僅依靠bank4(vcco_4)的電源；當(dāng)使用并行和回讀(readback)模式時(shí)，需要bank4(vcco_4)和bank5(vcco_5)的電源。因?yàn)橥ǔＮ覀兊呐渲媒涌跁?huì)是3.3 v，因此如果使用spartan-3，spartan-3e的器件的話(huà)，為了使這些信號(hào)能夠適應(yīng)3.3 v電平的配置環(huán)境，需要增加幾個(gè)外部限流電阻，最大為330ω。為了達(dá)到這個(gè)目的，需要對(duì)專(zhuān)用配置引腳增加限流電阻，如圖所示。

　　圖 增加限流電阻參考電路

　　圖中的r為限流電阻，vr為限流電阻上的壓降，ir．為流過(guò)限流電阻的電流，vpad為輸入引腳的電壓，vin為輸入信號(hào)電壓，vd為器件內(nèi)部鉗位二極管的飽和電壓。

　　限流電阻的計(jì)算和如下。

　　vpad的最高輸入電壓為3.75v，并且鉗位二極管的最大電流為10 ma。

　　要求：vin=3.3v而vccaux=2.5v，此時(shí)鉗位二極管導(dǎo)通。

　　輸入引腳的電壓為：vpad＝vccaux＋vd＝2.5v＋0.5v＝3.0v

　　限流電阻為：r＝(vd－vpad)／ir＝(3.3v－2.5v－0.5v)／10ma＝30ω

　　由上面的計(jì)算得出，如果需要將spartna-3器件的bank4(vcco_4)和bank5(vcco_5)的電源接3.3 v的話(huà)，需要在所有3.3 v驅(qū)動(dòng)的專(zhuān)用配置引腳串聯(lián)最小30ω的電阻。

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