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FPGA调试进程与特别管脚

FPGA调试过程与特殊管脚-FPGA在上电后,会立刻将nSTATUS配置状态管脚置成低电平,并在上电复位(POR)完成之后释放它,将它置为高电平。作为配置状态输出管脚,在配置过程中如果有任何一个错误发生了,则nSTATUS脚会被置低。

之前调试一块FPGA板卡,上电后总是无法正常作业。 

现象:nSTATUS指示灯不断的闪耀,测验用的LED(FPGA的GPIO)无法点亮,即FPGA没有进入正常作业状况。

FPGA调试进程与特别管脚

调试进程:

1、FPGA在上电后,会马上将nSTATUS装备状况管脚置成低电平,并在上电复位(POR)完结之后开释它,将它置为高电平。作为装备状况输出管脚,在装备进程中假如有任何一个过错发生了,则nSTATUS脚会被置低。

nSTATUS不断的闪耀(低电平点亮),阐明FPGA没有装备成功。

2、为进一步确认原因,丈量FPGA的CONF_DONE引脚。上电后,发现CONF_DONE引脚一向为低。正常情况下,在装备进程中该引脚会被置为低电平,一旦装备数据正确的接纳完结,FPGA则进入初始化周期和用户形式,并将CONF_DONE开释,其变为高电平。因而,进一步确认了FPGA没有装备成功。

3、丈量FPGA相关装备引脚阻抗,发现CONF_DONE引脚对地阻抗为600欧左右,对VCC_3.3V阻抗为1.26k欧左右;正常时对地和对VCC_3.3V阻抗约为9.88k欧和10.85k欧。去掉上拉电阻(10k)后再次丈量,对地和对3.3V阻抗为634欧和1.74k欧,正常应都为5.75M欧左右。

4、因而,确认FPGA内部装备电路已损坏。哎,惋惜了FPGA芯片啊。

附:FPGA之特别管脚

1. I/O, ASDO

在AS 形式下是专用输出脚,在PS 和JTAG 形式下能够当I/O 脚来用。在AS 形式下,这个脚是CII 向串行装备芯片发送操控信号的脚。也是用来从装备芯片中读装备数据的脚。在AS 形式下,ASDO 有一个内部的上拉电阻,一向有用,装备完结后,该脚就变成三态输入脚。ASDO 脚直接接到装备芯片的ASDI 脚(第5 脚)。

2. I/O, nCSO

在AS 形式下是专用输出脚,在PS 和JTAG 形式下能够当I/O 脚来用.在AS 形式下,这个脚是CII 用来给外面的串行装备芯片发送的使能脚。在AS 形式下,ASDO 有一个内部的上拉电阻,一向有用。这个脚是低电平有用的。直接接到装备芯片的/CS 脚(第1 脚)。

3. I/O, CRC_ERROR

当过错检测CRC 电路被选用时,这个脚就被作为CRC_ERROR 脚,假如不必默许就用来做I/O。但要留意,这个脚是不支撑漏极开路和反向的。当它作为CRC_ERROR 时,高电平输出则表明呈现了CRC 校验过错(在装备SRAM 各个比特时呈现了过错)。CRC 电路的支撑能够在setting 中加上。这个脚一般与nCONFIG 脚合作起来用。即假如装备进程犯错,重新装备.

4. I/O, CLKUSR

当在软件中翻开Enable User-supplled start-up clock(CLKUSR)选项后,这个脚就只能够作为用户供给的初始化时钟输入脚。在一切装备数据都现已被接纳后,CONF_DONE 脚会变成高电平,CII 器材还需求299 个时钟周期来初始化寄存器,I/O 等等状况,FPGA 有两种方法,一种是用内部的晶振(10MHz),另一种便是从CLKUSR 接进来的时钟(最大不能超过100MHz)。有这个功用,能够推迟FPGA 开端作业的时刻,能够在需求和其它器材进行同步的特别运用中用到。

5. I/O, VREF

用来给某些差分规范供给一个参阅电平。没有用到的话,能够当成I/O 来用。

6. DATA0

专用输入脚。在AS 形式下,装备的进程是:Cyclone将nCSO 置低电平,装备芯片被使能。Cyclone然后经过DCLK 和ASDO 合作操作,发送操作的指令,以及读的地址给装备芯片。装备芯片然后经过DATA 脚给Cyclone发送数据。DATA 脚就接到Cyclone的DATA0 脚上。Cyclone接纳完一切的装备数据后,就会开释CONF_DONE 脚(即不强制使CONF_DONE 脚为低电平),CONF_DONE 脚是漏极开路(Open-Drain)的。这时分,由于CONF_DONE 在外部会接一个10K 的电阻,所以它会变成高电平。一起,Cyclone就中止DCLK 信号。在CONF_DONE 变成高电平今后(这时它又相当于变成一个输入脚),初始化的进程就开端了。所以,CONF_DONE 这个脚外面一定要接一个10K 的电阻,以确保初始化进程能够正确开端。 DATA0,DCLK,NCSO,ASDO 脚上都有弱小的上拉电阻,且一向有用。在装备完结后,这些脚都会变成输入三态,并被内部弱小的上拉电阻将电平置为高电平。在AS 形式下,DATA0就接到装备芯片的DATA(第2 脚)。

7. DCLK

PS 形式下是输入,AS 形式下是输出。在PS 形式下,DCLK 是一个时钟输入脚,是外部器材将装备数据传送给FPGA 的时钟。数据是在DCLK 的上升沿把数据,在AS 形式下,DCLK脚是一个时钟输出脚,便是供给一个装备时钟。直接接到装备芯片的DCLK 脚上去(第6脚)。无论是哪种装备形式,装备完结后,这个脚都会变成三态。假如外接的是装备器材,装备器材会置DCLK 脚为低电平。假如运用的是主控芯片,能够将DCLK 置高也能够将DCLK 置低。装备完结后,触发这个脚并不会影响已装备完的FPGA。这个脚带了输入Buffer,支撑施密特触发器的磁滞功用。

8. nCE

专用输入脚。这个脚是一个低电平有用的片选使能信号。nCE 脚是装备使能脚。在装备,初始化以及用户形式下,nCE 脚有必要置低。在多个器材的装备进程中,第一个器材的nCE 脚要置低,它的nCEO 要连接到下一个器材的nCE 脚上,形成了一个链。nCE 脚在用JTAG编程形式下也需求将nCE 脚置低。 这个脚带了输入Buffer,支撑施密特触发器的磁滞功用。

9. nCONFIG

专用的输入管脚。这个管脚是一个装备操控输入脚。假如这个脚在用户形式下被置低,FPGA就会丢失掉它的装备数据,并进入一个复位状况,并将一切的I/O 脚置成三态的。nCONFIG从低电平跳变到高电平的进程会初始化重装备的进程。假如装备计划选用增强型的装备器材或EPC2,用户能够将nCONFIG 脚直接接到VCC 或到装备芯片的nINIT_CONF 脚上去。这个脚带了输入Buffer,支撑施密特触发器的磁滞功用。实践上,在用户形式下,nCONFIG信号便是用来初始化重装备的。当nCONFIG 脚被置低后,初始化进程就开端了。当nCONFIG脚被置低后,CII 就被复位了,并进入了复位状况,nSTATUS 和CONF_DONE 脚被置低,一切的I/O 脚进入三态。nCONFIG 信号有必要至少坚持2us。当nCONFIG 又回到高电平状况后,nSTATUS 又被开释。重装备就开端了。在实践运用进程中能够将nCONFIG 脚接一个10K 的上拉电阻到3.3V.

10. DEV_OE

I/O 脚或大局I/O 使能脚。在Quartus II 软件中能够使能DEV_OE 选项(Enable Device-wideoutput Enable),假如使能了这一个功用,这个脚能够当大局I/O 使能脚,这个脚的功用是,假如它被置低,一切的I/O 都进入三态。

11. INIT_DONE

I/O 脚或漏极开路的输出脚。当这个脚被使能后,该脚上从低到高的跳变指示FPGA 现已进入了用户形式。假如INIT_DONE 输出脚被使能,在装备完结今后,这个脚就不能被用做用户I/O 了。在QuartusII 里边能够经过使能Enable INIT_DONE 输出选项使能这个脚。

12. nCEO

I/O 脚或输出脚。当装备完结后,这个脚会输出低电平。在多个器材的装备进程中,这个脚会连接到下一个器材的nCE 脚,这个时分,它还需求在外面接一个10K 的上拉电阻到Vccio。多个器材的装备进程中,最终一个器材的nCEO 能够浮空。假如想把这个脚当成可用的I/O,需求在软件里边做一下设置。别的,就算是做I/O,也要等装备完结今后。

13. nSTATUS

这是一个专用的装备状况脚。双向脚,当它是输出脚时,是漏极开路的。在上电之后,FPGA马上将nSTATUS 脚置成低电平,并在上电复位(POR)完结之后,开释它,将它置为高电平。作为状况输出脚时,在装备进程中假如有任何一个过错发生了,nSTATUS 脚会被置低。作为状况输入脚时,在装备或初始化进程中,外部操控芯片能够将这个脚拉低,这时分FPGA就会进入过错状况。这个脚不能用作一般I/O 脚。nSTATUS 脚有必要上拉一个10K 欧的电阻。

14. CONF_DONE

这是一个专用的装备状况脚。双向脚,当它是输出脚时,是漏极开路的。当作为状况输出脚时,在装备之前和进程中,它都被置为低电平。一旦装备数据接纳完结,而且没有任何过错,初始化周期一开端,CONF_DONE 就会被开释。当作为状况输入脚时,在一切数据都被接纳后,要将它置为高电平。之后器材就开端初始化再进入用户形式。它不能够用作一般I/O来用。这个脚外成也有必要接一个10K 欧的电阻。

15. MSEL[1:0]

这些脚要接到零或电源,表明高电平或低电平。00 表明用AS 形式,10 表明PS 形式, 01是FAST AS 形式.假如用JTAG 形式,就把它们接00, JTAG 形式跟MSEL 无关,即用JTAG形式,MSEL 会被疏忽,可是由于它们不能浮空,所以都主张将它接到地。

16 DEV_CLRn

I/O 或大局的清零输入端。在QuartusII 里边,假如选上Enable Device-Wide Reset(DEV_CLRn)这个功用。这个脚便是大局清零端。当这个脚被置低,一切的寄存器都会被清零。这个脚不会影响到JTAG 的鸿沟扫描或编程的操作。

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