Проектирование цифровых устройств на базе ПЛИС фирмы Xilinx в САПР серии Vivado HLx Design Suite. Часть 22

PDF версия
Прежде чем приступить непосредственно к выполнению процесса конфигурирования кристалла программируемой логики или расширяемой процессорной платформы, установленного на плате подключенного инструментального модуля, рекомендуется уточнить его текущее состояние и указать файл, содержащий требуемый вариант конфигурационной последовательности проектируемого устройства.

Выбор загружаемого файла конфигурационной последовательности

Для получения необходимых сведений о параметрах ПЛИС или программируемой системы на кристалле, используемой в составе подключенного инструментального модуля для аппаратной реализации проектируемого устройства, нужно во встроенном окне Hardware интегрированной среды разработки Vivado IDE щелчком левой кнопки мыши выделить строку, в которой отображается ее условное обозначение. При этом во встроенном окне Hardware Device Properties появляется информация о параметрах выбранного кристалла программируемой логики или расширяемой процессорной платформы. Указанное окно содержит две вкладки с названиями General и Properties. Во вкладке General представлены сведения только об основных параметрах выбранной ПЛИС или программируемой системы на кристалле. Доступ ко всем ее параметрам открывает вкладка Properties.

Информацию о текущем состоянии кристалла программируемой логики или расширяемой процессорной платформы предоставляет параметр Status, который отображается на вкладке General встроенного окна Hardware Device Properties и во встроенном окне Hardware (рис. 1). Если выбранная ПЛИС или программируемая система на кристалле уже содержат какую-либо конфигурационную информацию, то данный параметр принимает значение Programmed. В противном случае в качестве значения параметра Status отображается вариант Not programmed.

Выбор файла конфигурационной последовательности, загружаемого в кристалл программируемой логики или расширяемой процессорной платформы

Рис. 1. Выбор файла конфигурационной последовательности, загружаемого в кристалл программируемой логики или расширяемой процессорной платформы

Идентификатор файла конфигурационных данных, ассоциируемого с выбранным кристаллом программируемой логики или расширяемой процессорной платформы, определяется в поле редактирования значения параметра Programming file, которое также представлено на вкладке General встроенного окна Hardware Device Properties (рис. 1). Для быстрого поиска требуемого файла конфигурационной последовательности целесообразно воспользоваться клавишей с пиктограммой в виде многоточия («…»), расположенной справа от этого поля редактирования. При нажатии клавиши открывается диалоговая панель с заголовком Specify Bitstream File, как показано на рис. 1. Выделив в открывшейся диалоговой панели идентификатор нужного файла конфигурационных данных, следует подтвердить его нажатием клавиши OK, находящейся в нижней части этой панели. После закрытия диалоговой панели Specify Bitstream File идентификатор выбранного файла, включающий полный путь доступа к нему, отображается в поле редактирования значения параметра Programming file.

 

Загрузка конфигурационной последовательности проектируемого устройства

Загрузка конфигурационной последовательности проектируемого устройства в кристалл программируемой логики или расширяемой процессорной платформы, установленный на плате подключенного инструментального модуля, осуществляется командой Program Device. Доступ к ней предоставляет всплывающее меню Tools основного окна интегрированной среды разработки Vivado IDE, подраздел Hardware Manager раздела Program and Debug панели управления Flow Navigator и контекстно зависимое всплывающее меню. При выборе данной команды во всплывающем меню Tools или подразделе Hardware Manager на экране появляется всплывающее меню следующего уровня, которое содержит список ПЛИС и программируемых систем на кристалле, представленных в составе подключенной цепочки периферийного сканирования. В отображаемом списке нужно щелчком левой кнопкой мыши выделить строку с условным обозначением кристалла программируемой логики или расширяемой процессорной платформы, применяемого для аппаратной реализации разрабатываемого устройства. После этого открывается диалоговая панель с заголовком Program Device, как демонстрирует рис. 2.

Рис. 2. Загрузка конфигурационной последовательности проектируемого устройства в кристалл программируемой логики или расширяемой процессорной платформы

Рис. 2. Загрузка конфигурационной последовательности проектируемого устройства в кристалл программируемой логики или расширяемой процессорной платформы

Открывшаяся диалоговая панель имеет поля редактирования значений параметров Bitstream file и Debug probes file. Параметр Bitstream fileопределяет идентификатор файла, содержащего вариант конфигурационной последовательности проектируемого устройства, предназначенный для загрузки в выбранную ПЛИС или программируемую систему на кристалле. По умолчанию в поле редактирования значения этого параметра представлен идентификатор файла, который указан в качестве значения параметра Programming file на вкладке General встроенного окна Hardware Device Properties (рис. 1). При необходимости предлагаемый вариант файла конфигурационных данных можно изменить, используя клавиатуру или диалоговую панель Specify Bitstream File, которая открывается при нажатии клавиши с пиктограммой в виде многоточия, расположенной справа от поля редактирования значения параметра Bitstream file. С помощью параметра Debug probes file задается идентификатор файла, содержащего информацию о цепях проектируемого устройства, исследуемых в процессе аппаратной верификации разрабатываемого проекта.

Удобнее всего для конфигурирования ПЛИС или программируемой системы на кристалле воспользоваться командой Program Device, представленной в контекстно зависимом всплывающем меню. Оно вызывается щелчком правой кнопки мыши при расположении курсора в строке с условным обозначением используемого кристалла программируемой логики или расширяемой процессорной платформы, имеющейся во встроенном окне Hardware. В этом случае при выполнении команды Program Device сразу открывается диалоговая панель Program Device, минуя выбор ПЛИС или программируемой системы на кристалле в составе подключенной цепочки периферийного сканирования.

Запуск процесса конфигурирования выбранного кристалла программируемой логики или расширяемой процессорной платформы выполняется нажатием клавиши Program, расположенной в нижней части диалоговой панели Program Device. При этом открывается одноименная информационная панель, где приведены краткие сведения о ходе загрузки конфигурационной последовательности проектируемого устройства в выбранный кристалл (рис. 2). Завершение процесса конфигурирования ПЛИС или программируемой системы на кристалле сопровождается соответствующей информацией, отображаемой на вкладке TCL Console консольной области основного окна управляющей оболочки САПР серии Xilinx Vivado HLx Design Suite.

 

Контроль достоверности загруженных конфигурационных данных

Для проверки достоверности конфигурационных данных, загруженных в кристалл программируемой логики или расширяемой процессорной платформы, предусмотрена команда Verify Device. В процессе выполняемого контроля производится обратное считывание конфигурационных данных из сконфигурированной ПЛИС или программируемой системы на кристалле и последующее сравнение с содержимым соответствующего файла, который ассоциируется с выбранным элементом цепочки периферийного сканирования. Чтобы воспользоваться командой Verify Device, необходимо щелчком правой кнопки мыши открыть контекстно зависимое всплывающее меню, предварительно расположив курсор в строке с условным обозначением проверяемого кристалла программируемой логики или расширяемой процессорной платформы, отображаемой во встроенном окне Hardware. При выборе указанной команды на экране появляется диалоговая панель с заголовком Verify Device, как показано на рис. 3.

Контроль достоверности конфигурационных данных, загруженных в кристалл программируемой логики или расширяемой процессорной платформы

Рис. 3. Контроль достоверности конфигурационных данных, загруженных в кристалл программируемой логики или расширяемой процессорной платформы

В открывшейся диалоговой панели представлены поля редактирования значений параметров Bitstream file и Mask file. Параметр Bitstream file задает идентификатор файла конфигурационной последовательности, с которой сопоставляются конфигурационные данные, считанные из кристалла программируемой логики или расширяемой процессорной платформы. В поле редактирования значения параметра Mask file необходимо указать идентификатор файла маски, используемого для сопоставления позиций соответствующих разрядов данных в конфигурационном битовом потоке при их верификации. Этот файл, имеющий расширение msk, создается при генерации конфигурационной последовательности проектируемого устройства, если индикатор состояния параметра -mask_file установлен в положение «Включено» [40].

Процесс контроля достоверности конфигурационной информации, содержащейся в ПЛИС или программируемой системе на кристалле, запускается нажатием клавиши Verify, находящейся в нижней части диалоговой панели Verify Device. После этого на экран выводится одноименная информационная панель, предоставляющая краткие сведения о текущем состоянии процесса верификации конфигурационных данных, загруженных в кристалл (рис. 3). Информация о результатах проведенной проверки приводится на вкладке TCL Console консольной области основного окна интегрированной среды разработки Vivado IDE. Если текущая конфигурация выбранной ПЛИС или программируемой системы на кристалле совпадает с конфигурационной последовательностью, содержащейся в указанном файле, то генерируется следующее сообщение:

INFO: [Labtools 27-3126] Verified device <условное_обозначение_кристалла> with bitfile <идентификатор_файла_конфигурационной_последовательности> and mask <идентификатор_файла_маски>

При получении отрицательных результатов проверки достоверности конфигурационных данных выбранного кристалла программируемой логики или расширяемой процессорной платформы на вкладке TCL Console отображается сообщение об ошибке:

ERROR: [Labtools 27-3125] Verification failed for device: <условное_обозначение_кристалла>. Device bits do not match bitfile <идентификатор_файла_конфигурационной_последовательности> and mask <идентификатор_файла_маски>

 

Чтение загруженной конфигурационной информации

Средства конфигурирования кристаллов программируемой логики и расширяемых процессорных платформ, входящие в состав САПР серии Xilinx Vivado HLx Design Suite, поддерживают возможность обратного чтения загруженных конфигурационных данных с последующим сохранением их в файле на диске ПК. Эта возможность может быть реализована, только если при определении параметров процесса формирования конфигурационной последовательности проектируемого устройства не устанавливалась соответствующая защита. Для чтения конфигурационных данных, содержащихся в ПЛИС или программируемой системе на кристалле, в качестве значения параметра Specify security level for Readback and Reconfiguration при генерации конфигурационной последовательности должен быть указан вариант None [41]. Считанные конфигурационные данные могут сохраняться в файлах в двух форматах — rbd и bin.

Процесс обратного чтения конфигурационной последовательности, загруженной в кристалл программируемой логики и расширяемой процессорной платформы, и ее запись в соответствующие файлы осуществляется только с помощью директивы readback_hw_device языка TCL (Tool Command Language). Полный формат этой команды выглядит следующим образом:

readback_hw_device [current_hw_device] \

-readback_file <идентификатор_файла_rbd> \

-bin_file <идентификатор_файла_bin>

Идентификаторы файлов, указываемых в представленной команде, должны включать полный путь доступа к ним.

Директива обратного чтения конфигурационных данных вводится с помощью клавиатуры в командной строке, которая представлена в нижней части вкладки TCL Console консольной области основного окна интегрированной среды разработки Vivado IDE. Краткие сведения о ходе ее выполнения отображаются в информационной панели TCL Command Line, чей вид приведен на рис. 4.

Чтение конфигурационной информации, загруженной в кристалл программируемой логики и расширяемой процессорной платформы

Рис. 4. Чтение конфигурационной информации, загруженной в кристалл программируемой логики и расширяемой процессорной платформы

После успешного завершения процесса обратного чтения конфигурационных данных на вкладке TCL Console появляется информация о создании соответствующих файлов, которая включает следующие сообщения:

INFO: [Labtools 27-3158]  Creating file: file <идентификатор_файла_rbd>

INFO: [Labtools 27-3158]  Creating file: file <идентификатор_файла_bin>

 

Генерация файлов программирования конфигурационной Flash-памяти

Конфигурационные данные, загружаемые в кристалл программируемой логики или расширяемой процессорной платформы, не сохраняются при выключении напряжения питания разрабатываемого устройства. Поэтому при каждом включении напряжения питания эти данные должны быть загружены в ПЛИС или программируемую систему на кристалле из внешнего источника. В большинстве случаев для хранения конфигурационной информации применяются элементы энергонезависимой Flash-памяти с различным интерфейсом. В составе САПР серии Xilinx Vivado HLx Design Suite предусмотрены средства преобразования конфигурационной последовательности в файл программирования Flash ППЗУ. Эти средства позволяют формировать файлы прошивки микросхем конфигурационной Flash-памяти в стандартных промышленных форматах, поддерживаемых различными аппаратными программаторами.

Для подготовки файла программирования конфигурационного ППЗУ следует воспользоваться командой Generate Memory Configuration Fileиз всплывающего меню Tools основного окна интегрированной среды разработки Vivado IDE. После выбора указанной команды открывается диалоговая панель с заголовком Write Memory Configuration File, как демонстрирует рис. 5. В этой диалоговой панели необходимо указать вид используемого элемента конфигурационной Flash-памяти, а также формат и параметры формируемого файла программирования.

Определение основных параметров файла программирования конфигурационной Flash-памяти

Рис. 5. Определение основных параметров файла программирования конфигурационной Flash-памяти

Формат создаваемого файла прошивки микросхемы конфигурационной Flash-памяти указывается в поле выбора значения параметра Format. Выпадающий список возможных значений этого параметра имеет три варианта: MCS, BIN и HEX. По умолчанию для параметра Format предлагается вариант MCS, соответствующий одноименному формату. При выборе варианта BIN или HEX формируется файл программирования конфигурационного ППЗУ в двоичном или шестнадцатеричном формате.

Информация об основных характеристиках применяемой конфигурационной Flash-памяти, для которой создается файл прошивки, может задаваться как в обобщенном виде, так и с указанием конкретного типа микросхемы. Выбор варианта представления этой информации осуществляется с помощью двух кнопок с зависимой фиксацией: Custom Memory Size и Memory Part. При подготовке файла программирования конфигурационной Flash-памяти без конкретизации типа применяемой микросхемы следует зафиксировать в нажатом состоянии кнопку Custom Memory Size. После этого становится доступным поле редактирования значения одноименного параметра, в котором необходимо с помощью клавиатуры определить объем применяемого Flash ППЗУ.

На практике в большинстве случаев при формировании файла прошивки конфигурационной Flash-памяти целесообразно указывать конкретный тип микросхемы, выбранной для ее реализации. Для этого нужно прежде всего переключить в нажатое состояние кнопку Memory Part. Затем воспользоваться клавишей с пиктограммой в виде многоточия, которая расположена справа от поля редактирования значения параметра Memory Part. При нажатии этой клавиши появляется диалоговая панель с заголовком Select Configuration Memory Part, чей вид приведен на рис. 5. Открывшаяся диалоговая панель содержит таблицу, в которой представлены основные параметры всех микросхем Flash ППЗУ, поддерживаемых средствами конфигурирования САПР серии Xilinx Vivado HLx Design Suite. Для быстрого поиска требуемого типа микросхемы Flash-памяти целесообразно использовать фильтр, который образуют поля выбора значений параметров Manufacturer, Density, Type и Width, находящиеся в верхней части диалоговой панели Select Configuration Memory Part. Параметр Manufacturer определяет производителя микросхем, применяемых для реализации конфигурационной памяти проектируемого устройства. Значение параметра Density задает требуемый объем микросхемы Flash-памяти. В поле выбора значения параметра Type указывается используемый тип интерфейса конфигурационного ППЗУ. С помощью параметра Width определяется разрядность данных применяемого интерфейса конфигурирования кристалла программируемой логики или расширяемой процессорной платформы. После определения требуемых значений перечисленных параметров в таблице будут отображаться сведения только о тех микросхемах, которые соответствуют установленному фильтру. Далее необходимо щелчком левой кнопки мыши выделить строку, соответствующую микросхеме Flash-памяти, используемой для хранения конфигурационной информации проектируемого устройства, и подтвердить сделанный выбор нажатием клавиши OK, расположенной в нижней части диалоговой панели Select Configuration Memory Part. При этом условное обозначение типа указанной микросхемы появится в поле редактирования значения Memory Part диалоговой панели Write Memory Configuration File.

После определения основных параметров конфигурационного ППЗУ нужно в поле редактирования значения параметра Filename задать с помощью клавиатуры название создаваемого файла программирования. Указываемый идентификатор должен содержать полное название каталога, включающее путь доступа к нему. Для определения идентификатора формируемого файла прошивки микросхемы конфигурационной Flash-памяти можно также воспользоваться клавишей с пиктограммой в виде многоточия, размещенной справа от поля редактирования значения параметра Filename.

Затем следует в поле выбора значения параметра Interface указать тип интерфейса применяемого конфигурационного ППЗУ. Содержимое списка возможных значений этого параметра зависит от выбранного типа конфигурационной Flash-памяти. Если не был конкретизирован тип используемой микросхемы ППЗУ (в нажатом состоянии находится кнопка Custom Memory Size), то в выпадающем списке поля выбора значения параметра Interface представлены условные обозначения всех поддерживаемых интерфейсов конфигурирования применяемого кристалла программируемой логики или расширяемой процессорной платформы. При выборе конкретного типа элемента конфигурационной памяти список доступных значений параметра Interface содержит только условные обозначения вариантов интерфейса, поддерживаемых этим ППЗУ.

Далее необходимо определить вид информации, включаемой в состав формируемого файла программирования конфигурационной Flash-памяти. Чтобы добавить в файл прошивки различные варианты конфигурационных данных ПЛИС или программируемой системы на кристалле, нужно прежде всего установить в положение «Включено» индикатор состояния параметра Load bitstream files. При этом становятся доступными поля редактирования значений параметров Start Address и Bitfile, а также поле выбора значения параметра Direction. Для включения в состав формируемого файла программирования конфигурационной последовательности проектируемого устройства следует в поле редактирования значения параметра Bitfile указать идентификатор соответствующего файла. Возможность быстрого поиска требуемого файла конфигурационных данных предоставляет клавиша с пиктограммой в виде многоточия, которая представлена справа от этого поля редактирования. При ее нажатии открывается диалоговая панель с заголовком Specify Datafile Filename, как показано на рис. 6. После выбора в этой панели необходимого варианта конфигурационной последовательности идентификатор выбранного файла появляется в поле редактирования значения параметра Bitfile.

Выбор вариантов конфигурационных данных, включаемых в состав файла программирования Flash-памяти

Рис. 6. Выбор вариантов конфигурационных данных, включаемых в состав файла программирования Flash-памяти

Размещение конфигурационных данных, содержащихся в указанном файле, в адресном пространстве используемого ППЗУ определяется с помощью параметров Start Address и Direction. В поле редактирования значения параметра Start Address указывается начальный адрес загрузки включаемого варианта конфигурационной последовательности. По умолчанию предлагается нулевое значение начального адреса, которое при необходимости можно изменить с помощью клавиатуры. Параметр Direction устанавливает порядок следования адресов записываемых данных. Выпадающий список возможных значений этого параметра содержит два варианта: up и down. По умолчанию в поле выбора значения параметра Direction представлен вариант up, при котором конфигурационные данные располагаются в порядке возрастания значений адресов.

При подготовке файла прошивки микросхемы конфигурационной Flash-памяти, поддерживающей возможность использования мультизагрузочного режима конфигурирования ПЛИС или программируемой системы на кристалле, нужно воспользоваться клавишей , расположенной справа от клавиши с пиктограммой в виде многоточия. После ее нажатия появляется новая совокупность полей редактирования и выбора значений параметров Start Address, Bitfile и Direction, которые предназначены для определения следующего добавляемого варианта конфигурационной последовательности и его расположения в адресном пространстве применяемой Flash-памяти.

Кроме конфигурационных данных, в состав формируемого файла программирования может быть записана дополнительная информация, используемая, например, в процессе функционирования проектируемого устройства. Чтобы включить в создаваемый файл прошивки информационные данные, необходимо вначале установить в положение «Включено» индикатор состояния параметра Load data files. При этом открывается доступ к полям редактирования значений параметров Start Address и Datafile, а также к полю выбора значения параметра Direction. Параметр Datafile позволяет указать идентификатор файла данных, добавляемых в состав файла программирования конфигурационного ППЗУ, а параметры Start Address и Direction — начальный адрес и направление размещения этих данных в адресном пространстве Flash-памяти. При необходимости включения нескольких файлов информационных данных следует воспользоваться клавишей , которая находится справа от поля редактирования значения параметра Datafile.

После определения вариантов конфигурационных данных и дополнительной информации, включаемых в создаваемый файл программирования, следует установить параметры управления процессом его формирования. Для контроля достоверности информации, записываемой в конфигурационное ППЗУ, предусмотрена возможность вычисления значения контрольной суммы содержимого формируемого файла программирования и последующей записи его в этот файл. Чтобы воспользоваться такой возможностью, нужно установить индикатор состояния параметра Write checksum во включенное положение. По умолчанию этот индикатор состояния находится в положении «Выключено», блокирующем запись значения контрольной суммы в создаваемый файл прошивки микросхемы конфигурационной Flash-памяти.

С помощью параметра Disable bit swapping осуществляется управление последовательностью записи разрядов конфигурационной информации при формировании файла программирования ППЗУ. По умолчанию индикатор состояния этого параметра находится в выключенном положении, разрешающем изменение порядка следования разрядов в байтах данных.

Параметр Overwrite предназначен для выбора режима записи генерируемого файла программирования конфигурационной Flash-памяти. По умолчанию индикатор состояния этого параметра установлен в положение «Выключено». В этом случае, если файл с указанным названием уже существует, то появляется сообщение об ошибке записи. При переводе индикатора состояния параметра Overwrite во включенное положение сформированный файл прошивки конфигурационного ППЗУ записывается на диск вместо уже существующего одноименного файла.

Установив требуемые значения рассмотренных параметров, можно перейти к выполнению процесса формирования файла программирования конфигурационной Flash-памяти проектируемого устройства. Непосредственный запуск этого процесса осуществляется клавишей OK, расположенной в нижней части диалоговой панели Write Memory Configuration File (рис. 6). После нажатия указанной клавиши на экран выводится информационная панель Generate Memory Configuration File, чей вид представлен на рис. 7. В этой панели отображаются краткие сведения о текущем состоянии процесса генерации файла прошивки конфигурационного ППЗУ. Подробная информация о результатах этого процесса появляется после его завершения на вкладке TCL Console консольной области основного окна управляющей оболочки САПР серии Xilinx Vivado HLx Design Suite. В представленном отчете содержатся сведения о сгенерированных файлах, основных параметрах конфигурационной памяти, а также о типе и структуре файла программирования. Для каждого раздела сформированного файла прошивки определены начальный и конечный адрес, значение контрольной суммы и полный идентификатор файла, содержащего исходные данные.

Выполнение процесса генерации файла программирования конфигурационной Flash-памяти

Рис. 7. Выполнение процесса генерации файла программирования конфигурационной Flash-памяти

Сгенерированный файл программирования следует записать в соответствующую микросхему Flash-памяти инструментального модуля, используемого для аппаратной верификации или реализации проектируемого устройства. Программирование конфигурационного ППЗУ может выполняться с помощью различных программных и аппаратных средств. Наиболее доступными являются средства конфигурирования кристаллов программируемой логики и расширяемых процессорных платформ, входящие в состав САПР серии Xilinx Vivado HLx Design Suite, и загрузочные кабели, представленные в [41]. Для записи файла программирования в конфигурационное ППЗУ необходимо добавить в проект информацию о соответствующей микросхеме Flash-памяти, представленной в составе подключенного инструментального модуля.

 

Включение в состав проекта информации о микросхеме Flash-памяти, используемой для хранения конфигурационных данных

Для того чтобы добавить в проект информацию о микросхеме Flash-памяти, применяемой в качестве конфигурационного ППЗУ в составе разрабатываемого устройства, необходимо воспользоваться командой Add Configuration Memory Device, которая содержится во всплывающем меню Tools, контекстно зависимом всплывающем меню и подразделе Hardware Manager раздела Program and Debug панели управления Flow Navigator основного окна интегрированной среды разработки Vivado IDE. При выполнении команды Add Configuration Memory Device открывается всплывающее меню следующего уровня, содержащее условные обозначения ПЛИС и программируемых систем на кристалле, представленных в составе подключенного инструментального модуля. В этом меню нужно выбрать строку с условным обозначением кристалла программируемой логики или расширяемой процессорной платформы, для загрузки конфигурации которого используется соответствующая микросхема Flash-памяти, после чего открывается диалоговая панель с заголовком Add Configuration Memory Device (рис. 8).

Выбор микросхемы Flash-памяти, используемой для реализации конфигурационного ППЗУ в составе проектируемого устройства

Рис. 8. Выбор микросхемы Flash-памяти, используемой для реализации конфигурационного ППЗУ в составе проектируемого устройства

Следует обратить внимание на то, что команда Add Configuration Memory Device, представленная в контекстно зависимом всплывающем меню, вызываемом щелчком правой кнопки мыши при выделении соответствующей строки во встроенном окне Hardware, позволяет сразу открыть одноименную диалоговую панель. В открывшейся панели, имеющей ту же структуру, что и рассмотренная выше диалоговая панель Select Configuration Memory Part, необходимо указать тип микросхемы Flash-памяти, используемой для хранения данных проектируемого устройства в подключенном инструментальном модуле. После нажатия клавиши OK в нижней части диалоговой панели Add Configuration Memory Device во встроенном окне Hardware добавляется новая строка с условным обозначением выбранного типа ППЗУ. Кроме того, появляется диалоговая панель с заголовком Add Configuration Memory Device Completed, как показано на рис. 9. Эта диалоговая панель содержит запрос немедленного программирования указанной микросхемы Flash-памяти.

Определение файла программирования, ассоциируемого с выбранной микросхемой Flash-памяти

Рис. 9. Определение файла программирования, ассоциируемого с выбранной микросхемой Flash-памяти

Прежде чем перейти к выполнению различных операций с конфигурационным ППЗУ, целесообразно задать файл программирования, ассоциируемый с этой микросхемой. Для этой цели следует во встроенном окне Hardware выделить строку с условным обозначением выбранного типа микросхемы Flash-памяти, после чего на вкладке General встроенного окна Hardware Device Properties отобразится информация об ее основных параметрах. Идентификатор файла прошивки указывается в поле редактирования значения параметра Programming file. Для быстрого поиска требуемого файла программирования рекомендуется использовать диалоговую панель с заголовком Specify Configuration Memory Programming File, которая вызывается нажатием клавиши с пиктограммой в виде многоточия, находящейся справа от этого поля редактирования. После выбора файла прошивки для микросхемы конфигурационного ППЗУ следует уточнить ее текущее состояние.

 

Контроль текущего состояния микросхемы конфигурационной Flash-памяти

Для осуществления какой-либо операции с микросхемой конфигурационной Flash-памяти следует, расположив курсор в строке с ее условным обозначением, отображаемой во встроенном окне Hardware, щелчком правой кнопкой мыши открыть контекстно зависимое всплывающее меню. В нем нужно выбрать команду Program Configuration Memory Device, при выполнении которой на экран выводится одноименная диалоговая панель, как демонстрирует рис. 10.

Запуск операции контроля текущего состояния микросхемы конфигурационной Flash-памяти

Рис. 10. Запуск операции контроля текущего состояния микросхемы конфигурационной Flash-памяти

Раздел Program Operations открывшейся диалоговой панели содержит индикаторы состояния параметров, предназначенных для выбора типа выполняемой операции. Чтобы получить информацию о текущем состоянии микросхемы конфигурационного ППЗУ (запрограммирована она или нет), необходимо установить во включенное положение индикатор состояния параметра Blank Check. При этом анализируемый диапазон адресного пространства конфигурационной памяти указывается в поле выбора значения параметра Address Range. Выпадающий список возможных значений этого параметра включает два варианта: Configuration File Only и Entire Configuration Memory Device. По умолчанию для параметра Address Range предлагается вариант Configuration File Only, ограничивающий контролируемое адресное пространство конфигурационного ППЗУ диапазоном, используемым для хранения конфигурационных данных. При выборе варианта Entire Configuration Memory Device производится анализ состояния всех ячеек используемой микросхемы Flash-памяти в полном объеме. Определив анализируемый диапазон адресного пространства конфигурационного ППЗУ, следует нажать клавишу OK в нижней части диалоговой панели Program Configuration Memory Device. После этого на экран выводится одноименная информационная панель, в которой приводятся краткие сведения о процессе выполнения выбранной операции. Результаты этого процесса отображаются на вкладке TCL Console консольной области основного окна управляющей оболочки САПР серии Xilinx Vivado HLx Design Suite. При наличии записанных данных в микросхеме конфигурационной Flash-памяти на указанной вкладке приводится следующее сообщение:

Blank Check Operation unsuccessful. The part is not blank.

Кроме того, на экране появляется информационная панель с заголовком Error Message, чей вид представлен на рис. 11. Эта панель уведомляет об ошибке при выполнении операции контроля текущего состояния микросхемы конфигурационного ППЗУ.

Отображение информации о результатах контроля текущего состояния запрограммированной микросхемы конфигурационной Flash-памяти

Рис. 11. Отображение информации о результатах контроля текущего состояния запрограммированной микросхемы конфигурационной Flash-памяти

Если микросхема конфигурационной Flash-памяти находится в незапрограммированном состоянии, то после завершения выполнения рассматриваемой операции на вкладке TCL Console отображается соответствующее сообщение, которое выглядит следующим образом:

Blank Check Operation successful. The part is blank.

При этом на экране появляется информационная панель с заголовком Program Flash, как демонстрирует рис. 12. Эта панель содержит уведомление об успешном завершении операции контроля текущего состояния микросхемы конфигурационной Flash-памяти.

Отображение информации о результатах контроля текущего состояния незапрограммированного конфигурационного ППЗУ

Рис. 12. Отображение информации о результатах контроля текущего состояния незапрограммированного конфигурационного ППЗУ

Перед выполнением операции программирования конфигурационного ППЗУ, содержащего какие-либо данные, рекомендуется удалить их, переведя микросхему конфигурационной Flash-памяти в незапрограммированное состояние.

 

Удаление информации, содержащейся в микросхеме конфигурационной Flash-памяти

Перевод конфигурационного ППЗУ в незапрограммированное состояние осуществляется с помощью операции стирания информации, содержащейся в этой микросхеме. Для выполнения указанной операции нужно установить индикатор состояния параметра Erase, представленный в разделе Program Operations диалоговой панели Program Configuration Memory Device, в положение «Включено», как показано на рис. 13. В поле выбора значения параметра Address Range следует определить диапазон адресного пространства конфигурационной памяти, содержимое ячеек которого будет удалено при выполнении рассматриваемой операции. При использовании варианта Configuration File Only, предлагаемого по умолчанию для этого параметра, производится очистка ячеек ППЗУ, выделяемых для хранения конфигурационной информации кристалла программируемой логики или расширяемой процессорной платформы. Для перевода микросхемы конфигурационной Flash-памяти в незапрограммированное состояние в полном объеме нужно указать в поле выбора значения параметра Address Range вариант Entire Configuration Memory Device.

Удаление информации, содержащейся в микросхеме конфигурационной Flash-памяти

Рис. 13. Удаление информации, содержащейся в микросхеме конфигурационной Flash-памяти

Процесс выполнения операции очистки микросхемы конфигурационной Flash-памяти сопровождается выводом информационной панели Program Configuration Memory Device, в которой отображаются краткие сведения о текущем состоянии этого процесса. Кроме того, соответствующая информация появляется на вкладке TCL Console консольной области основного окна интегрированной среды разработки Vivado IDE. При успешном завершении операции удаления записанной информации на этой вкладке отображается следующее сообщение:

Erase Operation successful.
Литература
  1. Зотов  В. Проектирование цифровых устройств на основе ПЛИС фирмы Xilinx в САПР WebPack ISE. М.: Горячая линия – Телеком, 2003.
  2. Зотов  В. Проектирование встраиваемых микропроцессорных систем на основе ПЛИС фирмы Xilinx. М.: Горячая линия – Телеком, 2006.
  3. Зотов  В. Проектирование встраиваемых микропроцессорных систем на базе расширяемых процессорных платформ семейства Zynq‑7000 AP SoC в САПР Xilinx ISE Design Suite // Компоненты и технологии. 2014. № 4–12. 2 015. № 1.
  4. Зотов  В. Моделирование цифровых устройств, проектируемых на основе ПЛИС фирмы Xilinx, средствами ISIM в САПР ISE Design Suite // Компоненты и технологии. 2013. № 2, 3.
  5. Зотов  В. Средства автоматизированного проектирования и этапы разработки встраиваемых микропроцессорных систем на базе расширяемых процессорных платформ семейства Zynq‑7000 AP SoC // Компоненты и технологии. 2014. № 2, 3.
  6. Зотов  В. Особенности архитектуры нового поколения ПЛИС с архитектурой FPGA фирмы Xilinx // Компоненты и технологии. 2010. № 12.
  7. Зотов  В. Расширение семейства программируемых систем на кристалле Zynq‑7000 AP SoC //
    Компоненты и технологии. 2013. № 12. 2014. № 1.
  8. Vivado Design Suite User Guide. Release Notes, Installation and Licensing. Xilinx, 2016.
  9. Зотов  В. Проектирование цифровых устройств на базе ПЛИС фирмы Xilinx в САПР серии Vivado HLx Design Suite. Часть 1 // Компоненты и технологии. 2016. № 7.
  10. Зотов  В. Конвертирование проектов цифровых устройств, разрабатываемых на основе ПЛИС и полностью программируемых систем на кристалле фирмы Xilinx в среде ISE Design Suite, в формат САПР Vivado Design Suite // Компоненты и технологии. 2013. № 8–10.
  11. Зотов  В. Проектирование цифровых устройств на базе ПЛИС фирмы Xilinx в САПР серии Vivado HLx Design Suite. Часть 2 // Компоненты и технологии. 2016. № 8.
  12. Зотов  В. Разработка VHDL-описаний цифровых устройств, проектируемых на основе ПЛИС фирмы Xilinx, с использованием шаблонов САПР ISE Design Suite // Компоненты и технологии. 2010. № 2–12. 2011. № 1–12. 2012. № 1–12.
  13. Зотов  В. Проектирование цифровых устройств на базе ПЛИС фирмы Xilinx в САПР серии Vivado HLx Design Suite. Часть 3 // Компоненты и технологии. 2016. № 9.
  14. Vivado Design Suite User Guide. Using Constraints. Xilinx, 2016.
  15. Vivado Design Suite Properties Reference Guide. Xilinx, 2016.
  16. Зотов  В. Проектирование цифровых устройств на базе ПЛИС фирмы Xilinx в САПР серии Vivado HLx Design Suite. Часть 4 // Компоненты и технологии. 2016. № 10.
  17. Зотов  В. Проектирование узлов синхронизации цифровых устройств и встраиваемых микропроцессорных систем, реализуемых на базе ПЛИС фирмы Xilinx серий Artix‑7, Kintex‑7 и Virtex‑7. Часть 1 // Компоненты и технологии. 2016. № 3.
  18. Зотов  В. Проектирование цифровых устройств на базе ПЛИС фирмы Xilinx в САПР серии Vivado HLx Design Suite. Часть 5 // Компоненты и технологии. 2016. № 11.
  19. Зотов  В. Проектирование цифровых устройств на базе ПЛИС фирмы Xilinx в САПР серии Vivado HLx Design Suite. Часть 6 // Компоненты и технологии. 2016. № 12.
  20. Зотов  В. ModelSim — система HDL-моделирования цифровых устройств // Компоненты и технологии. 2002. № 6.
  21. Зотов  В. Проектирование цифровых устройств на базе ПЛИС фирмы Xilinx в САПР серии Vivado HLx Design Suite. Часть 7 // Компоненты и технологии. 2017. № 1.
  22. Зотов  В. Проектирование цифровых устройств на базе ПЛИС фирмы Xilinx в САПР серии Vivado HLx Design Suite. Часть 8 // Компоненты и технологии. 2017. № 2.
  23. Зотов  В. Проектирование цифровых устройств на базе ПЛИС фирмы Xilinx в САПР серии Vivado HLx Design Suite. Часть 9 // Компоненты и технологии. 2017. № 3.
  24. UltraFast Design Methodology Quick Reference Guide. Xilinx, 2016.
  25. UltraFast Design Methodology Guide for the Vivado Design Suite. Xilinx, 2016.
  26. Зотов  В. Проектирование цифровых устройств на базе ПЛИС фирмы Xilinx в САПР серии Vivado HLx Design Suite. Часть 10 // Компоненты и технологии. 2017. № 4.
  27. Зотов  В. Проектирование цифровых устройств на базе ПЛИС фирмы Xilinx в САПР серии Vivado HLx Design Suite. Часть 11 // Компоненты и технологии. 2017. № 5.
  28. Зотов  В. Проектирование цифровых устройств на базе ПЛИС фирмы Xilinx в САПР серии Vivado HLx Design Suite. Часть 12 // Компоненты и технологии. 2017. № 6.
  29. Зотов  В. Проектирование цифровых устройств на базе ПЛИС фирмы Xilinx в САПР серии Vivado HLx Design Suite. Часть 13 // Компоненты и технологии. 2017. № 7.
  30. Зотов  В. Проектирование цифровых устройств на базе ПЛИС фирмы Xilinx в САПР серии Vivado HLx Design Suite. Часть 14 // Компоненты и технологии. 2017. № 8.
  31. Vivado Design Suite User Guide: Synthesis. Xilinx, 2016.
  32. Зотов  В. Проектирование цифровых устройств на базе ПЛИС фирмы Xilinx в САПР серии Vivado HLx Design Suite. Часть 15 // Компоненты и технологии. 2017. № 9.
  33. Large FPGA Methodology Guide Including Stacked Silicon Interconnect (SSI) Technology. Xilinx, 2012.
  34. Santarini M. Stacked & Loaded: Xilinx SSI, 28‑Gbps I/O Yield Amazing FPGAs // Xcell Journal. 2011. No 74.
  35. Santarini  M. Xilinx Ships World’s Highest-Capacity FPGA Using SSI Technology // Xcell Journal. 2011. No 77.
  36. Зотов  В. Проектирование цифровых устройств на базе ПЛИС фирмы Xilinx в САПР серии Vivado HLx Design Suite. Часть 16 // Компоненты и технологии. 2017. № 10.
  37. Зотов  В. Проектирование цифровых устройств на базе ПЛИС фирмы Xilinx в САПР серии Vivado HLx Design Suite. Часть 17 // Компоненты и технологии. 2017. № 12.
  38. Зотов  В. Проектирование цифровых устройств на базе ПЛИС фирмы Xilinx в САПР серии Vivado HLx Design Suite. Часть 18 // Компоненты и технологии. 2018. № 1.
  39. Зотов  В. Проектирование цифровых устройств на базе ПЛИС фирмы Xilinx в САПР серии Vivado HLx Design Suite. Часть 19 // Компоненты и технологии. 2018. № 2.
  40. Зотов  В. Проектирование цифровых устройств на базе ПЛИС фирмы Xilinx в САПР серии Vivado HLx Design Suite. Часть 20 // Компоненты и технологии. 2018. № 3.
  41. Зотов  В. Проектирование цифровых устройств на базе ПЛИС фирмы Xilinx в САПР серии Vivado HLx Design Suite. Часть 21 // Компоненты и технологии. 2018. № 4.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *