FII-PRA006/010 固化/烧录程序到FLASH

1.FPGA固化/烧录程序到FLASH原理

在使用JTAG将程序下载到FII-PRA006/010开发板后，如果需要FPGA开发板在关闭电源，再次上电时仍然能跑原先的工程，就需要FPGA固化/烧录程序到FLASH。FII-PRA006/010开发板上有一颗板载FLASH芯片，参考文章PRA006/010 原理图如图1所示：

图1-1 FII-PRA006/010 FLASH芯片

图1-2 FPGA配置

 

N25Q128A是一颗提供SPI接口（关于SPI协议，参见文章 SPI 通讯协议（1）SPI定义与应用 ）的，容量为128 Mbit的芯片。FLASH芯片的作用是将程序固化/烧录保存下来，在断电之后程序不消失，开发板在下次通电后，可以再从FLASH中加载程序，在实际生活中很实用。图1中所示的SPI_CLK时钟驱动FPGA通过SPI_ASDO将程序烧录到FPGA中保存起来，在重新上电后，FPGA会通过SPI_XDATA将程序重新读取到FPGA中。FPGA通过JTAG烧录FLASH 芯片的示意图如图2所示。

图2 FPGA通过JTAG烧录FLASH

 

2. 固化/烧录步骤

以工程数码管动态扫描显示Verilog实现–秒表为例，在已经编译过工程，管脚锁定，重新编译生成*.sof文件后，打开Programmer，可以看到实际上JTAG是将*.sof文件下载到FPGA上（示意说明JTAG直接连接到FPGA芯片，不需要将*.sof文件下载到FPGA板上），如图3所示。

图3

 

在完成*.sof文件生成后，遵循以下步骤，生成*.jic文件，并通过JTAG，将其固化/烧录到FLASH：

• 点击主菜单上的File > Convert Programming Files… ，如图4所示：

图4

 

• 在如下图所示弹出窗口中Programming file type选择JTAG Indirect Configuration File(.jic)。

图5

 

• 在Configuration device中选择EPCQ128A（兼容FII-PRA006开发板上的N25Q128A FLASH芯片）

图6

 

• 在Mode中选择Active Serial， 如图7所示：

图7

 

• 点击Advanced按键，在弹出窗口中按照图8进行设置，注意在勾选方框中，选择方式不可以，一定要点击到方框中出现“勾选符号”：

图8

 

• 添加需要转换的*.sof文件：在Input files to convert中点击SOF Data，然后再点击Add File..  。

图9

 

• 在弹出窗口中，点击路径..\scan_8seg\output_files，点击scan_8seg.sof，然后点击Open。

图10

 

• 图11中可以看到在上一步骤中添加的*.sof文件成功，接下来需要添加设备，在Input files to convert中点击Flash Loader ，然后再点击Add Device..  。

图11

 

• 在弹出的Select Devices窗口中选择FII-PRA006对应的FPGA器件： Cyclone 10 LP > 10CL006Y，点击OK。

图12

 

• 在图13中可以看到上个步骤添加的FPGA器件，保持其它上面步骤没有提及的选项默认，对比图13中的设置，如果相同，点击Generate，即可生成*.jic文件，如图14所示。

图13

 

图14

• 在成功生成*.jic文件后，再次打开Programmer，点击*.sof文件，Delete。

图15

 

• 再点击Add File… ，在弹出窗口中打开..\scan_8seg\output_files目录，选择scan_8seg.jic，并点击Open。之后如图17所示，可以看出在固化/烧录 FLASH时，JTAG，FPGA，FLASH芯片的连接方式正如上文图2所示，JTAG通过FPGA间接烧录FLASH。

图16

 

图17

• 勾选*.jic文件之后的Program， 点击Start，如图18所示。烧录完成后，如图19所示，注意此时FPGA可能没有任何实验现象，可以通过reset按键或是重新断电，上电启动程序，之后就可以看到存储在FLASH中的程序被boot到了FPGA上。

图18

 

图19

至此，FPGA固化/烧录FLASH的步骤已经全部完成。本实验相关的工程下载：

[content_control]

scan_8seg.zip

[/content_control]

 

3.扩展

对于FII-PRX100-D FPGA开发板上FLASH的固化/烧录，参见文章FII-PRX100-D开发板FPGA的烧录和RISC-V 软件代码下载。

 

对应视频：

• FII-PRA006/010 固化/烧录程序到FLASH–视频教程-1
• FII-PRA006/010 固化/烧录程序到FLASH–视频教程-2