PCIe對FPGA中的可配置Flash EPROM進行編程

一旦你開始使用一個系統(tǒng)，你可能更愿意它永遠不需要升級。但是，通常情況下，這是不現(xiàn)實的。在現(xiàn)在的系統(tǒng)中，更新、升級、打補丁，這些都是司空見慣的。如果你對基于FPGA的系統(tǒng)非常熟悉，那么你可能對通過JTAG對PROM進行編程、Xilinx iMPACT配置和編程工具也比較熟悉。但是，假如在現(xiàn)場打開一個產(chǎn)品，插上JTAG線纜進行現(xiàn)場升級，這種情形就往往不是那么方便了。

也許在你的下一個設(shè)計中，你不需要這么做。

XAPP518，一個最近修訂和發(fā)表的Xilinx應(yīng)用注釋，題目為：“使用PCI EXPRESS 技術(shù)實現(xiàn)VIRTEX-6 、Virtex-7和Kintex-7 FPGA 的BPI PROM 在線系統(tǒng)編程”，作者是Simon Tam，這篇文章描述了一個參考設(shè)計，功能是通過PCIe對FPGA的可配置Flash EPROM進行編程，進而對其自身的可配置PROM進行編程。該參考設(shè)計使用了一個PCIe模塊、一個buffer以及一個編程狀態(tài)機來把新的數(shù)據(jù)寫進PROM。這是一個簡單的模塊框圖：

參考設(shè)計中使用的可配置PROM是Numonyx（恒憶）公司的一個具有16位并行數(shù)據(jù)總線接口的器件：JS28F256P30T95。它支持同步burst讀操作和一個緩沖編程模式，以實現(xiàn)高性能數(shù)據(jù)訪問。

參考設(shè)計把PROM的存儲空間劃分為多個塊，能夠被單獨擦除和編程，這對PROM編程的故障安全機制以及可回退性來說非常重要。你永遠也不會知道什么時候會出錯，可能會突然斷電、有人會意外碰到大紅色的開關(guān)、傳輸連接可能會突然終止、或者出現(xiàn)其它可能會發(fā)生的事，在任何情況下，你都不想在對PROM重新編程的時候，系統(tǒng)變成磚頭，因此，這個參考設(shè)計包含了一個可配置的回退程序。

回退控制邏輯可以確保在配置過程中出現(xiàn)故障的時候，可以使用一個默認(rèn)的PROM映像文件來配置FPGA，這個回退或者默認(rèn)的系統(tǒng)只有盡可能少的一些功能特性，它的唯一目的就是保證系統(tǒng)能從配置錯誤過程中恢復(fù)過來。XAPP518除了描述通過PCIe對PROM進行編程外，也詳細描述了這個回退系統(tǒng)。