采用单片机实现对FPGA的配置

Science&TechnologyVision科技视界采用单片机实现对FPGA的配置郑宝华1韩桂杰2孙万懿2渊1.吉林化工学院袁吉林吉林132022曰2.吉林信息工程学校袁吉林吉林132022)揖摘要铱FPGA应用越来越广泛袁但专用配置器件比较昂贵遥在具有微处理器和FPGA的综合应用系统中袁使用微处理器来实现对FPGA的数据配置袁是一种经济实用的方法遥本文介绍了应用单片机来实现对FPGA的数据配置方法遥同时袁给出了对FPGA的被动串行配置的时序和具体硬件尧软件的实现方法遥揖关键词铱单片机曰FPGA曰被动串行曰配置数据0引言阻拉高袁这时进入用户模式遥DCLK尧DATA尧DATA0配置后不能三态袁可编程逻辑器件渊PLD冤的应用越来越广泛遥基于查找表技术尧SRAM可置高或者置低遥工艺的FPGA具有密度高且触发器多等特点袁多用于复杂的时序逻辑和在配置过程中袁一旦出现错误袁FPGA将nSTATUS拉低遥系统可以高速数据处理中遥FPGA器件由于工艺原因在应用时需要进行数据配实时监测袁当识别到这个信号后袁重新启动配置过程遥NCONFIG由高置遥配置数据决定了FPGA内部互连和功能袁改变配置数据袁也就改变变低了器件的逻辑功能遥配置数据必须保存在CONF_DONE袁再变高可以重新进行配置[1]FPGA器件以外的非易失存储器内袁这给实际应用带来了不便电平时袁配置开始也将被遥FPGA置低遥遥一旦当nSTATUSnCONFIG和被置低nCONFIG袁nSTATUS同时为高和为了实现在线可重配置渊ICR冤袁遥通常的方法有两种遥一是采用专采用单片机实现对FPGA的被动串行配置方案的硬件连接图如用的配置芯片渊如ALTERA的EPC1尧EPC2等冤来存储配置数据遥专用图2所示遥的配置芯片比较昂贵袁显著增加了系统成本遥而由于FPGA器件在数值计算方面明显地劣于微处理器袁所以袁经常是单片机和FPGA并行出现在系统中遥应用单片机的剩余程序存储区来存放配置数据袁上电后由单片机控制实现对FPGA器件的数据配置[2]行渊PS冤配置时序出发袁介绍应用单片机来实现对遥FPGA本文通过从被动串的数据配置方法遥1被动串行配置渊PS冤及硬件连接置方式由FPGAFPGA配置方式主要分为两大类器件引导配置操作过程院主动配置和被动配置袁它控制着外部存储器和初始遥主动配图2用单片机实现对FPGA的被动串行配置的硬件连接图化过程曰而被动配置方式则由外部计算机或微处理器控制配置过程遥根据数据线的多少又可以将FPGA器件配置方式分为并行配置和串2单片机的软件编程行配置两大类遥下面介绍用单片机实现的被动串行配置遥配置过程为院由微处理器将nCONFIG置低再置高来初始化配置曰几乎所有FPGA器件都支持被动串行配置遥被动串行配置的时序检测到nSTATUS变高后袁就将配置数据和移位时钟分别送到DATA0图如图1所示袁在这种配置方式中没有握手信号袁配置时钟的工作频和DCLK管脚袁送完配置数据后袁检测CONF_DONE是否变高袁若未变率必须在器件允许的范围袁最低频率没有遥为了开始配置袁配置管高袁说明配置失败袁应该重新启动配置过程遥在检测CONF_DONE变高脚和JTAG管脚所在的bank的VCCINT尧VCCIO必需供电遥FPGA上后电后进入复位状态遥nCONFIG被置为低电平袁使FPGA进入复位状态曰nCONFIG由低到高的电位跳变启动配置过程遥FPGA袁根据器件的定时参数再送一定数量的时钟到DCLK管脚DATA0尧DCLK初始化完毕后进入用户模式曰待要简单把数据字节或字锁存到发送缓冲器就可以了使用同步串口的串行数据输出和时钟输出遥如果单片机具有同步串口袁遥在使用普通袁这时只需I/O线输出数据时[3]袁每输出1位数据袁就要将DCLK置低再置高产生一个上升沿配置数据的遥#includesbitC51程序院sbitNCONFIG=P1^2;sbitCONFDONE=P1^0;图1FPGA的被动串行渊PS冤配置时序图codeNDTATUS=P1^1;MAIN()unsignedcharTABLE[]={255,255,98,255,37,0,255噎噎};nCONFIG整个配置包括三个阶段院复位尧配置和初始化遥当nSTATUS或者{unsignedSCON=0;intI=0;nSTATUS和nCONFIG管脚为低电平时袁器件脱离复位状态袁并且释放漏极开路的同时为高电平遥在nSTATUS袁FPGA释放后准备接收配置数据袁被外部电阻拉高袁这时袁配置阶段开nSTATUSstart:EA=0;始遥在串行配置过程中袁FPGA在DCLK上升沿锁存DATA0引脚上的NDTATUS=1;CONFDONE=1;数据遥成功接收到所有数据后袁释放CONF_DONE引脚袁并被外部电阻NCONFIG=0;拉高遥CONF_DONE由低到高的转变标志配置结束袁初始化开始遥此NCONFIG=1;后袁DCLK必须提供几个周期的时钟渊具体周期个数与DCLK的频率while(!有关袁一般可在20到40之间选择冤袁确保目标芯片被正确初始化遥初for(I=0;I<(14751+3);I++)NDTATUS);始{SBUF=TABLE[I];INIT_DONE化完成后信号袁FPGA袁在初始化结束后进入用户工袁INIT_DONE作模式遥如被释放果使用袁且被外部电了可选的while(!TI=0;TI);渊下转第197页冤作者简介院郑宝华渊1963要冤袁男袁吉林人袁博士袁教授袁主要从事领域测控技术及仪器遥120科技视界Science&TechnologyVision.com.cn. All Rights Reserved.Science&TechnologyVision科技视界焦虑现象袁合理使用学习策略来减轻学习焦虑袁脚踏实地袁减少不必要的学习1冤个体发展的需要袁更要学会如何有效管理时间遥研究生期间是提高自我的良机尧合理安排学习生活袁不仅是知识袁有目的尧有的焦虑来源曰同时袁外语学习焦虑的原因和程度因人而异袁学校和老师计划地完成目标袁是将理论知识与实践相结合的重要阶段遥而低自制应多与学生交流袁了解他们的真实需求袁帮助他们减轻焦虑感遥力和拖拉的坏习惯常使这些要求难以实现袁从而产生负罪感袁形成焦虑遥育袁学生到了研究生阶段还不适应这种自主的学习方式2冤科研能力的需要遥由于长期接受的都是以教师为主的填鸭式教遥学习和研究咱员暂Elis过程中需要学生具备一定的搜集资料的能力袁而这正是很多学生所欠UniversityR.1994.TheStudyofSecond揖参考文献Language铱Acquisition[M].Oxford:Oxford缺的咱圆暂Eysenck,Press援遥面对搜到的资料又不知道如何甄别有用的信息袁导致迷茫甚至Springer-Verlag.1979援H.J.Thestructureandmeasurementofintelligence[M].NewYork:是焦躁遥同时袁研究生阶段还要求科研成果袁而他们在知识的输入部分咱猿暂Gregerson,尚存在问题Non-anxiousModernLanguageHorwitzLearner爷sE.K.LanguageReactionLearningtoTheirandownPerfectionism:OralPerformanceAnxious[J].and看好自己的就业前景3冤社会生存的压力袁对于产出则更是无从下手曰有的认为自己相对于非英语专业的学生来说并遥在访谈中研究者了解到遥袁大多数受访者并不咱源暂Horwitz,Language没有什么优势甚至处于劣势遥Classroom咱缘暂MacIntyre,AnxietyElaineJournal,[J].TheK.,Michael2002,86(4)院562-570援TheModernB.Horwitz&JoannCope.ForeignLanguage源结语using英语学习焦虑普遍存在于英语专业研究生中遥研究生自身应正视296-304援thefocusedPD.,essayandtechniqueGardner,LanguageR.C.,[J].TheInvestigatingJournal,1986ModernLanguagelanguage(70,ii):Journal,classroom125-132.1991,75(3)院anxiety咱责任编辑院王静暂渊上接第gotostart;120页冤if(!NDTATUS)的例程便采用这种方法冤袁由C51编译器完成配置数据的提取袁配置程序通过调用TABLE[]内容完成数据配置遥3配置数据文件的生成}while(1);}4结论单片机可以采用C语音编程应用灵活袁FPGA速度快适合高速信号处理袁两者结合的应用系统越来越多遥采用单片机剩余的程序存储空间来存储PPGA的配置数据袁实现用单片机对FPGA的配置袁可以式的配置文件Altera的MAX+PLUS袁用于不同的配置方法II或Quartus遥不同目标器件II开发工具可以生成多种格袁配置数据的大小省去FPGA的配置存储器电路遥即简化了电路也节省了硬件成本袁是不同遥配置文件的大小一般由二进制文件渊扩展名为.rbf冤决定遥Altera一种即经济又实用的方法遥提供的软件工具不自动生成*.rbf文件袁需要按照下面的步骤生成院淤在MAX+PLUSII编译状态下袁选择文件菜单中的变换SRAM目标文咱员暂揖参考文献铱件命令遥于在变换SRAM目标文件对话框袁指定要转换的文件并且选择输出文件格式为*.rbf(Sequential)袁然后予以确定[4]可以在对应的文件夹中查找到咱圆暂陈赜,朱如琪援在系统可编程技术[M].北京:科学出版社社宋万杰,罗丰,吴顺君.CPLD技术及其应用[M].,2001.*.bin.rbf文件遥榆将*.rbf遥盂进行编译后便咱猿暂,2000.西安:西安电子科技大学出版配置程序调用进行数据配置文件袁可以通过编程器将数据写入到存储器的对应地址区域文件更名为对应的遥袁供技大学出版社侯伯亨,股新援VHDL硬件描述语言与数字逻辑电路设计[M].西安:西安电子科另外袁MAX+PLUSII或QuartusII开发工具可以直接编译生成文咱源暂件类型为TrueType字体文件袁这个文件没有扩展名袁它包含了配置数科技大学出版社刘骛仁,杨万海,2000援,2000援援在系统可编程技术及其器件原理与应用[M].西安:西安电子据的全部信息遥可以将这个文件更名为*.txt后由野记事本冶打开袁将其内容全部复制到C51的unsignedcharTABLE[]类型的数组当中渊本文咱责任编辑院杨玉洁暂渊上接第177页冤形体的健美袁避免肌肉粗壮尧僵硬袁往往是健美操训练管的张力袁增强血液循环总量遥普拉提训练是以有氧代谢为主的耐力中需特殊注意的问题遥普拉提训练能够使运动员的力量和柔韧性都得运动袁持久的耐力运动改善了心肌的血液循环袁增强心肌的收缩力袁改到增强遥普拉提训练法遵循小负荷多次数尧身体不负重的训练原则袁令进心血管系统的调节功能遥肌肉丰盈充满弹性的同时不会使肌肉变粗曰另外袁在普拉提的训练中多纵向抻拉肌肉的练习袁这会使膨胀的肌肉细胞纵向伸展袁塑造健美修长的肌肉线条并提高肌肉的柔韧性遥普拉提训练有助于运动员肢体符合健美操运动员身体形态的审美原则遥而普拉提运动多采用肌肉伸咱员暂揖参考文献铱拉方式袁可以使人的肌肉力量和肌肉长度同时获得增加袁肌肉力量与咱圆暂全国体育院校教材委员会柔韧性协调发展袁避免了一般力量训练所导致的力量增加同时柔韧性咱猿暂杨文萍援普拉提健身宝典[M]援援运动生理学北京院[M]援北京院人民体育出版社.咱源暂村上贵弘援核心肌肉训练下降3援4袁咱缘暂阿丽西亚安格罗援普拉提美体运动[M]援台北院人民体育出版社瑞升文化事业股份有限公司袁2005援[M]援汕头院汕头大学出版社袁2006院6.袁2010院10.咱远暂张晓莹表现于心肺功能指标中肺活量普拉提训练能使健美操运动员的心肺功能得到较明显的改善容易出现肌肉形态变化的问题遥尧最大吸氧量的测试数据在训练前后明袁学院学报汪敏袁钱强袁张泽新窑袁等.袁孙琴援中学生健身普拉提[J]援中国学校体育袁2006.显提高袁且差异非常显著遥咱苑暂呼吸与运动相结合是普拉提运动的核心之一题发展黎涌明袁2005袁25渊3冤院84-87.瑜伽形体训练对女大学生身心健康影响的研究[J]援广州体育袁于洪军袁程小平袁等援论核心力量及其在竞技体育中的训练一起源问遥普拉提的呼吸方式是横向呼吸法袁每次呼吸向两侧扩展肋部袁腹部向内收拢袁肺部吸纳最咱愿暂[J]援体育科学袁2008袁28(4)院1.体育学院学报卢燕袁张善斌援普拉提形体练习对女大学生生理指标影响的实验研究[J]援吉林大量氧气的吸气和完全呼出肺内气体的呼气遥这种肺的呼吸运动袁有效地促进了肺与外界环境的气体交换及肺泡与肺毛细血管血液间的咱怨暂袁2009袁25(6).气体交换袁加大肺通气量袁提高肺通气功能袁使肺活量的数值明显增咱员园暂卢村大遥普拉提训练可以调节相应脏腑器官及系统的功能袁增强呼吸肌的113.李迪援普拉提与核心力量的训练援对高校体育开设普拉提的可行性研究[J]援理论创新袁2009(3)院28.[J]援辽宁体育科技袁2011(5)院111-功能袁从而提高肺的通气量曰提高心肌收缩力袁增强心肌力量袁改善血咱责任编辑院汤静暂Science&TechnologyVision科技视界197.com.cn. 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