[发明专利]基于串行闪存的现场可编程门阵列自动配置方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及可编程逻辑器件技术领域，尤其涉及一种基于串行闪存的现场可编程门阵列自动配置方法及装置。

背景技术

随着现场可编程门阵列(FPGA)的广泛应用，对FPGA配置方法的方便性和系统的成本提出了更高的要求。在众多FPGA配置方法中，基于闪存(FLASH)的FPGA自动配置方法，与其他FPGA配置方法相比，以其用户使用的方便性和较低的系统成本，得到了广泛的应用，成为了业界主流的FPGA配置方式。

目前基于FLASH的FPGA自动配置方法主要有两种：基于FPGA芯片外部的串行FLASH的FPGA自动配置方法和基于FPGA芯片内部的嵌入式FLASH的FPGA自动配置方法。

如图1所示，基于FPGA芯片外部的串行FLASH的FPGA自动配置方法，需要FPGA和串行FLASH两块芯片，与只有一块FPGA芯片的FPGA配置方案相比，系统的复杂度和成本显著增加，并且需要用户根据FPGA自行选择FLASH型号，并自行进行FPGA芯片和FLASH芯片之间的互连，增加了系统的复杂度，降低了用户使用的方便性。

如图2所示，基于FPGA芯片内部的嵌入式FLASH的FPGA自动配置方法，由于嵌入式FLASH的容量有限，满足不了大容量FPGA的需求，并且嵌入式FLASH没有独立的产品生产厂家，需要FPGA生产厂家自主研发，提高了系统方案的成本。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于串行闪存的现场可编程门阵列自动配置方法及装置，通过将现场可编程门阵列FPGA和串行闪存FLASH封装在同一个芯片内，增加了用户使用的方便性，降低了基于FLASH存储的FPGA自动配置方法的系统方案的成本。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

根据本发明的一个方面，提供的一种基于串行闪存的现场可编程门阵列自动配置方法，包括：

将现场可编程门阵列与串行闪存互连，并封装于同一个FPGA芯片中；

所述FPGA芯片上电后，现场可编程门阵列从串行闪存自动加载配置数据。

可选地，所述将现场可编程门阵列与串行闪存互连包括：

现场可编程门阵列的时钟输出端口SCK连接串行闪存的时钟输入端口；现场可编程门阵列的片选输出端口SS_N连接串行闪存的片选输入端口；现场可编程门阵列的数据输出端口MOSI连接串行闪存的数据输入端口；现场可编程门阵列的数据输入端口MISO连接串行闪存的数据输出端口。

可选地，所述FPGA芯片上电后，现场可编程门阵列从串行闪存自动加载配置数据包括：

FPGA芯片上电后，现场可编程门阵列的片选输出端口信号SS_N由1变为0，选中所述串行闪存；

在预设的第一时间段内，现场可编程门阵列通过数据输出端口MOSI，将串行闪存的快速读操作的操作码依次串行发送给串行闪存；

在预设的第二时间段内，现场可编程门阵列通过数据输出端口MOSI，将用于读取串行闪存内容的24位起始地址依次串行发送给串行闪存；

根据所述起始地址，将串行闪存的内容通过数据输入端口MISO发送至现场可编程门阵列；

现场可编程门阵列接收完所述串行闪存的内容后，将片选输出端口信号SS_N由0变为1，释放所述串行闪存。

可选地，所述预设的第一时间段为8个时钟周期；所述预设的第二时间段为24个时钟周期。

可选地，所述将串行闪存的快速读操作的操作码依次串行发送给串行闪存具体为：

将串行闪存的快速读操作的操作码按照操作码高位到低位的顺序依次串行发送给串行闪存；

所述将用于读取串行闪存内容的24位起始地址依次串行发送给串行闪存具体为：

将用于读取串行闪存内容的24位起始地址按照地址高位到低位的顺序依次串行发送给串行闪存。

作为本发明的另一方面，提供的一种基于串行闪存的现场可编程门阵列自动配置装置，包括：

互连封装模块，用于将现场可编程门阵列与串行闪存互连，并封装于同一个FPGA芯片中；

自动配置模块，用于所述FPGA芯片上电后，现场可编程门阵列从串行闪存自动加载配置数据。

可选地，所述互连封装模块包括：

现场可编程门阵列的时钟输出端口SCK连接串行闪存的时钟输入端口；现场可编程门阵列的片选输出端口SS_N连接串行闪存的片选输入端口；现场可编程门阵列的数据输出端口MOSI连接串行闪存的数据输入端口；现场可编程门阵列的数据输入端口MISO连接串行闪存的数据输出端口。