一般情况下,我是反感写这些内容的,找个UG看一下,然后练习一下,就会了,参考价值不大,这次破例,纯属冲动。
5.4.1iMPACT综述与基本操作1.iMPACT简介iMPACT支持4种下载模式:边界扫描,从串模式、SelectMap模式以及Desktop配置模式。从串模式是一种常用配置电路,可用USB口或并口完成配置。SelectMap模式是一种并行配置模式,速度快,但需要使用多个信号管脚。Desktop模式是一种高速配置模式,可配置FPGA、PROM以及SystemACE,但需要专用的硬件设备。在实际中,由于边界扫描模式标准统一、设备简单,且可通过JTAG链路配置FPGA、CPLD以及PROM,使用最为广泛。因此本节主要基于边界扫描模式来介绍IMPACT的使用方法。当设计完成后,ISE调用BitGEN程序把布局布线后的.ncd文件转化成.bit文件,包括了配置数据和配置指令。如果使用JTAG模式,可直接将.bit文件通过iMPACT文件配置到FPGA芯片中。如果要用其它模式配置FPGA,则需要通过iMPACT进行格式转化,生成.mcs、.exo以及.hex等文件格式,表M对常用的配置文件进行比较和说明。
表5-19常用的XilixnFPGA配置文件格式列表
对于FPGA器件,iMPACT能够直接将.bit位流文件下载到芯片中,或者将其转换为PROM器件的EXO/MCS文件格式,并下载到PROM芯片中。2.iMPACT用户界面有两种方法可以启动iMPACT软件,一种是在ISE过程管理区中,点击GenerateProgrammingFile前面的“+”号,再双击“ConfigureDevice”,在ISE环境下运行;另一种是通过点击“开始程序ISE9.1AccessoriesiMPACT”,在Windows环境下单独运行。其用户界面如图M所示。
iMPACT的用户界面主要由File、Edit、View、Operations、Options、Output、Debug、Window、Help菜单栏和常用工具栏组成。下面对常用的菜单栏操作进行简要介绍。
File菜单包含了常见的文件操作,其中的“InitializeChain”用于自动完成边界扫描JTAG链上的器件类型和数目;“ExportProjecttoCDF”用于把向前项目信息保存到CDF(ChainDescriptionFile)文件中。
Edit菜单包含了常用的配置操作,其中的“AddDevice”用于手动创建JTAG扫描链时添加PROM或FPGA芯片;“AssignConfigurationFile”用于指定配置文件;“EDITROM”用于修改和删除PROM芯片;“Preference”用于设定iMPACT的通用选项。
View菜单包含了各个窗口显示/关闭的操作。
Operations菜单包含了配置、验证、擦除以及各类验证操作。其中“Program”用于对器件编程,下载相应的配置文件;“Verify”用于验证下载是否正确;“Erase”用于擦除FPGA或PROM芯片内的内容。
Options菜单包含编程、擦除以及回读等选项。
Output菜单包含了常用的电缆操作。其中“CableAutoConnect”用于电缆自动连接;“DisconnectAllCables”用于断开所有电缆
Debug菜单包含了JTAG扫描连所有的调试操作。其中“Start/StopDebugChain”用于启动或停止调试;“ChainIntegrityTest”用于扫描立案完整性测试;“IDCODETest”用于IDCODE测试。
Window菜单包含了窗口管理操作,如关闭窗口、上一下/下一个窗口等。
Help菜单包含了iMPACT的在线帮助和版本信息。5.4.2使用IMPACT创建配置文件一个设计经过综合、实现之后,需要为器件生成相应的编程文件。ISE中内嵌了比特流生成器,可生成FPGA以及PROM格式文件,从而实现动态配置,并验证数据是否正确。由于XilinxFPGA支持多种配置模式,因此在完成数据配置之前,需要选择一个合适的模式,以避免出现编程错误1.配置参数设置窗口在过程窗口中,选中[GenerateProgrammingFile]并单击右键打开[ProcessProperties]窗口,在其中可完成对各类编程参数的选择和配置。(1)通用参数设置窗口通用参数设置窗口如图5-36所示,主要选择配置文件的格式以及各种校验规则。
其中相应的选项说明如下:
(2)配置参数设置窗口配置参数设置窗口如图5-37所示,主要完成配置电路所用管脚内部电阻的选择。
图5-37配置参数(ConfigurationOptions)设置窗口
其相应的选项说明如下:
(3)配置启动参数设置窗口配置启动参数设置窗口如图5-38所示,主要完成配置电路时钟信号以及时钟驱动方案的选择。
注意:图M的配置窗口对于不同系列的FPGA芯片是略存区别的。对于早期的Virtex和Spartan-2系列,还会有“ReleaseSet/Reset(OutputEvents)”等选项,用于设置多少个时钟周期后,复位/置位内部锁存器、触发器。其相应的选项说明如下:
(4)回读方式参数设置窗口回读方式参数设置窗口如图5-39所示,主要用于回读文件格式和回读模式的设置。
图5-39回读方式参数(RaedbackOptions)设置窗口
(5)加密参数设置窗口加密参数设置窗口如图5-40所示,主要完成配置文件加密选项的设置。
图5-40加密参数(EncryptionOptions)设置窗口
2.生成FPGA比特配置文件的操作FPGA配置文件主要用于调试阶段快速地通过JTAG模式配置FPGA,断电后芯片内的逻辑立刻消失,每次上电都需要重新配置。该操作比较简单,首先,根据在配置启动参数中选择配置时钟为JTAGCLK,否则会产生警告,配置过程容易出错;其次,直接点击过程区的GenerateProgrammingFile即可,如图5-41所示。
图5-41创建FPGA配置文件示意图
3.生成PROM比特配置文件的操作只有生成PROM文件并下载PROM芯片中,才能保证FPGA上电后自动加载逻辑并正常工作。和生成FPGA配置文件相比,生成PROM配置文件较为麻烦,下面对其进行详细说明。1)将设计经过前仿、综合、实现以及后仿,确保设计无误。单击过程管理区中“GenerateProgrammingFile”前面的“+”号,双击“GeneratePROM,ACE,orJTAGFile”运行文件生成工具,弹出的文件界面如图5-42所示。
2)单击“Next”按钮,进入PROM器件选择界面,如图5-43所示。下面以XilinxPROM为例进行说明。选中XilinxPROM,在文件格式“PROMFileFormat”中选择EXO,将PROM配置文件的名字改成“sqrt_test”,确定PROM的存放位置。3)点击“Next”按钮,选择PROM器件的型号,如图5-44所示。可以选中“AutoSelectPROM”选项,由iMPACT自动选择合适的PROM芯片,也可以手动在“SelectaPROM”选项的下拉框中选择合适的PROM芯片,然后单击“Add”按钮添加选中的器件。可根据需要反复多次,添加多个PROM芯片。此外,对于XCF08P以上的批ROM芯片,还可以使能修改和压缩功能。
4)单击“Next”,进入PROM文件综合信息显示窗口,如图5-45所示。如果确认信息无误,单击“Finish”,进入后续步骤;否则返回前面进行修改。5)单击“Finish”后弹出的配置文件加载窗口如图5-46所示。
图5-46比特文件选择界面
6)选择相应的文件后,单击“打开”按钮,将其加载。此时,iMPACT会根据加载的bit文件所对应的FPGA芯片计算PROM的容量,如果PROM容量不够,会主动提醒用户修改PROM型号或者添加更多的PROM芯片;如果容量富裕,则会给出PROM的容量利用率,如图5-47所示。例如,图中给出的设计使用了81.66%的PROM容量。此时,还可以在PROM、FPGA器件的图标上点击右键分别更新芯片型号和相应的.bit文件。
图5-47PROM容量显示界面
7)在iMPACT的过程管理窗口,双击“GenerateFile”,iMPACT会自动创建PROM配置文件。或在PROM上点击右键,选择“GenerateFile”也可完成。当配置文件创建成功后,显示文件大小以及所占PROM的容量,并在iMPACT界面上显示“PROMFileGenerationSucceeded”,如图5-48所示。
图5-48PROM配置文件创建成功提示界面
5.4.3使用IMPACT配置芯片利用iMPACT配置芯片的操作流程见4.3.4节,这里就不再重复说明。