简介
前文讲到如何实现XILINX芯片程序跳转,但升级程序是事先通过VIVADO工具将两个程序合成一个BIN文件实现升级的,并不能在线更新升级。要实现远程升级的能力需要对FPGA的FLASH进行在线写入升级程序。
FLASH介绍
本次设计FLASH选用的是S25FL128芯片,FPGA实现远程升级需要对FLASH进行擦除和写入等操作,下面将对FLASH的读操作、写操作、擦除等操作做简单描述。
FLASH读ID
基本所有芯片都有ID寄存器,可以访问ID寄存器可以认为该芯片正常工作并且能正常访问内部寄存器。
查阅"Device ID address map"可得ID内容如下:
即此芯片的ID是32位的,前3个Byte分别是0x01,0x60,0x18。
FLASH 擦除
FLASH写操作之前需要对FLASH进行擦除操作,这里我们使用的是块擦除,指令如下:
擦除块的大小需要根据自己烧录的程序大小而定,例如烧录程序大小为5Mbit,擦除一块FLASH的大小为64KB,那么至少需要擦除64块BLOCK内存供FLASH写入新的程序。
FLASH写入
擦除完毕后可以对FLASH做写入操作,写入前需要添加写命令使能,命令如下:
写入命令如下:
FLASH读命令
读命令如下:
不管是擦除命令、读写命令、SPI模式都有多种,以上介绍的都是本次设计使用到的命令,其他命令这里不做阐述。
FLASH的擦除和写入并不是瞬间完成的,每一次擦除和写入都是又时间的,原文描述如下:
擦除或者写入一次完成后对下一次写入或者擦除时间是有描述的,设计中我们可以查FLASH的状态寄存器确定FLASH是否可以做下一次写入或者擦除操作,命令如下:
综上所述,在进行当前擦除或者写入操作前需要确保驱动处于Ready状态,不然擦除或者写入命令会出错。
对于FLASH的驱动代码,都有独立的模块和控制模块,需要源码的可联系我,如下图所示:
FPGA原语
默认情况下FPGA是无法对存放工程的FLASH进行操作的,需要调用FPGA的一个原语令FPGA可以控制FLASH操作,原语代码如下:
STARTUPE2 #(
.PROG_USR("FALSE"), // Activate program event security feature. Requires encrypted bitstreams.
.SIM_CCLK_FREQ(10) // Set the Configuration Clock Frequency(ns) for simulation.
)
STARTUPE2_inst (
.CFGCLK(), // 1-bit output: Configuration main clock output
.CFGMCLK(), // 1-bit output: Configuration internal oscillator clock output
.EOS(EOS), // 1-bit output: Active high output signal indicating the End Of Startup.
.PREQ(), // 1-bit output: PROGRAM request to fabric output
.CLK(0), // 1-bit input: User start-up clock input
.GSR(0), // 1-bit input: Global Set/Reset input (GSR cannot be used for the port name)
.GTS(0), // 1-bit input: Global 3-state input (GTS cannot be used for the port name)
.KEYCLEARB(1), // 1-bit input: Clear AES Decrypter Key input from Battery-Backed RAM (BBRAM)
.PACK(1), // 1-bit input: PROGRAM acknowledge input
.USRCCLKO(spi_sclk), // 1-bit input: User CCLK input
// For Zynq-7000 devices, this input must be tied to GND
.USRCCLKTS(0), // 1-bit input: User CCLK 3-state enable input
// For Zynq-7000 devices, this input must be tied to VCC
.USRDONEO(1), // 1-bit input: User DONE pin output control
.USRDONETS(0) // 1-bit input: User DONE 3-state enable output
);
再将FLASH的引脚做约束即可,这里需要注意FLASH的时钟引脚无需做约束。
以上就是FLASH部分的远程升级内容,结合前面章节描述的multiboot,可以实现远程升级功。如需源码和帮助可联系我。