Guide complet: Schémas de configuration des FPGA Intel

Guide complet: Schémas de configuration des FPGA Intel

Table of Contents:

1. 📚 Introduction
2. 📚 Supported Schemes for Configuring Intel FPGA Devices 2.1 Passive Serial Configuration 2.2 Active Serial Configuration 2.3 Fast Passive Parallel Configuration 2.4 JTAG Configuration
3. 📚 Configuration via Hard Processor System (HPS)
4. 📚 Configuration for Stratix 10 Devices
5. 📚 Configuration Schemes for 28nm and 20nm FPGA Devices
6. 📚 Enhanced Configuration Schemes for 28nm and 20nm Devices
7. 📚 Comparison of Configuration Schemes
8. 📚 Configuration Via Protocol
9. 📚 Multi-device Configuration
10. 📚 Tips and Guidelines for Configuring FPGA Devices
11. 📚 Conclusion

Introduction

Bienvenue dans cette formation en ligne sur les schémas de configuration des FPGA Intel. Je m'appelle Steve et je serai votre instructeur tout au long de ce cours. Dans cette formation, vous apprendrez les détails des différents schémas de configuration des FPGA Intel, notamment les schémas de configuration passive, série active, parallèle passive rapide et JTAG, qui sont les plus couramment utilisés. Cette formation est présentée sous la forme d'un film Flash découpé en différentes sections de présentation. Pendant que vous regardez la formation, utilisez les commandes en bas et sur le côté de l'écran pour vous déplacer à n'importe quel point. Une fois que vous avez terminé la formation, utilisez le lien fourni dans l'e-mail d'inscription pour nous faire part de vos commentaires sur la formation et des moyens d'amélioration possibles.

Supported Schemes for Configuring Intel FPGA Devices

Les FPGA Intel offrent une large gamme de schémas de configuration pour répondre à différents besoins. Dans cette section, nous examinerons les schémas de configuration pris en charge.

1. Passive Serial Configuration

Le schéma de configuration passive série utilise un hôte externe pour contrôler le processus de configuration. Les données de configuration sont envoyées à partir de l'hôte externe vers le FPGA Intel, un bit à la fois. Cela peut être réalisé en utilisant un hôte intelligent tel qu'un CPLD Max II ou un processeur externe contrôlant une mémoire flash externe ou un PC hôte. Ce schéma de configuration est facile à utiliser mais nécessite de respecter les paramètres de synchronisation et la fréquence maximale de l'horloge.

2. Active Serial Configuration

Le schéma de configuration série active utilise un dispositif de configuration série ou quad série pour configurer les FPGA. Une horloge zéro générée par le FPGA contrôle l'ensemble du cycle de configuration et fournit une synchronisation pour l'interface série. Le FPGA utilise un oscillateur interne pour générer cette horloge zéro. Ce schéma de configuration offre une flexibilité en termes de vitesse d'horloge et de temps de démarrage.

3. Fast Passive Parallel Configuration

Le schéma de configuration parallèle passif rapide est amélioré pour prendre en charge des largeurs de données de 8, 16 et 32 bits, ce qui permet de répondre à une large gamme d'objectifs de performance et de coûts. Il utilise également le protocole de configuration via pour faciliter la programmation en série.

4. JTAG Configuration

Le schéma de configuration JTAG permet de charger les données de configuration via le port JTAG pendant la compilation. Le logiciel Intel Quartus Prime génère automatiquement le fichier de programmation utilisé pour la configuration JTAG avec le câble de téléchargement. Ce schéma de configuration donne la priorité aux instructions JTAG sur les autres modes de configuration. Il est important de noter que les épingles M_SELECT sont ignorées pendant une configuration JTAG.

Configuration via Hard Processor System (HPS)

La configuration via le système de traitement dur (HPS) est une méthode de configuration spécifique aux dispositifs Intel Stratix 10. Le HPS fournit des données de configuration au FPGA via l'interface FPP. Le HPS le fait via le bloc de gestion du FPGA qui se connecte au bloc de contrôle de configuration FPGA. Cette méthode permet la récupération des données de configuration à partir du stockage et leur écriture dans le FPGA pendant le fonctionnement du système. Il est également possible de mettre à jour les données de configuration sans arrêter le système.

Configuration for Stratix 10 Devices

La configuration des dispositifs Stratix 10 est spécifique et détaillée dans un cours séparé intitulé "Configuration for Stratix 10 Devices". Ce cours couvre les fonctionnalités uniques de configuration disponibles dans les dispositifs Intel Stratix 10 et fournit des informations détaillées sur les schémas de configuration spécifiques à ces dispositifs.

Configuration Schemes for 28nm and 20nm FPGA Devices

Les dispositifs FPGA Intel de 28 nm et 20 nm prennent en charge des schémas de configuration améliorés pour offrir une plus grande facilité d'utilisation, de vitesse et de coût. Ces schémas comprennent la configuration série active à bus 4 bits, la configuration rapide en parallèle, ainsi que d'autres schémas qui ne sont pas obsolètes ou couramment utilisés. Ces schémas offrent un équilibre idéal entre coût et vitesse pour ces dispositifs.

Enhanced Configuration Schemes for 28nm and 20nm Devices

Les dispositifs FPGA Intel de 28 nm et 20 nm prennent en charge des schémas de configuration améliorés qui sont optimisés pour une utilisation, une vitesse et un coût accrus. Ces schémas comprennent la configuration série active à bus 4 bits, la configuration rapide en parallèle améliorée pour prendre en charge différentes largeurs de données, ainsi que le schéma de configuration via, qui facilite la programmation en série. Ces améliorations garantissent une configuration plus rapide et plus efficace des FPGA Intel de 28 nm et 20 nm.

Comparison of Configuration Schemes

Cette section présente une comparaison des différents schémas de configuration pour les FPGA Intel. Elle met en évidence les avantages, les inconvénients et les performances de chaque schéma, notamment en termes de facilité d'utilisation, de vitesse de configuration et de coût.

Configuration Via Protocol

La configuration via le protocole de configuration est une autre option disponible pour les dispositifs FPGA Intel. Ce schéma de configuration offre des fonctionnalités similaires à la configuration série passive, mais utilise un protocole de communication plus efficace pour faciliter la programmation en série.

Multi-device Configuration

La configuration de plusieurs FPGA peut être réalisée simultanément pendant un cycle de configuration. Cette section explique comment configurer plusieurs dispositifs FPGA à l'Aide de différents schémas de configuration, y compris le chaînage des dispositifs et l'utilisation de la même configuration pour plusieurs dispositifs. Des conseils et des recommandations sont également fournis pour assurer une configuration réussie de plusieurs dispositifs.

Tips and Guidelines for Configuring FPGA Devices

Enfin, cette section fournit des conseils et des lignes directrices pour configurer avec succès les FPGA Intel. Cela comprend des recommandations sur les résistances de rappel, les connexions de broches d'interface et les niveaux de tension. Des informations spécifiques sur l'alimentation électrique, les résistances de rappel et les tensions JTAG sont également fournies.

Conclusion

En conclusion, ce cours vous a donné un aperçu complet des différents schémas de configuration des FPGA Intel. Vous avez appris comment configurer un FPGA Intel en utilisant divers schémas, notamment la configuration passive série, série active, parallèle passive rapide et JTAG. Vous avez également appris comment utiliser la configuration via HPS pour les dispositifs Stratix 10 et les schémas améliorés pour les dispositifs de 28 nm et 20 nm. En utilisant les conseils et les lignes directrices fournis, vous serez en mesure de configurer avec succès les FPGA Intel et d'optimiser leurs performances.

Pour plus d'informations et de ressources, consultez les liens suivants:

• Page de documentation des FPGA Intel: link
• Forum de support Intel FPGA: link
• Centre de support technique Intel FPGA: link
• Manuels d'utilisation des logiciels Intel Quartus Prime: link

FAQ

Q: Quels sont les schémas de configuration pris en charge par les FPGA Intel ? A: Les FPGA Intel prennent en charge les schémas de configuration passive série, série active, parallèle passive rapide et JTAG.

Q: Comment puis-je configurer plusieurs FPGA en même temps ? A: Vous pouvez configurer plusieurs FPGA en les chaînant ou en utilisant la même configuration pour plusieurs dispositifs.

Q: Quelle est la meilleure méthode de configuration pour les dispositifs Stratix 10 ? A: Pour les dispositifs Stratix 10, la méthode de configuration via HPS est recommandée.

Q: Quelles sont les recommandations pour la configuration JTAG ? A: Assurez-vous d'alimenter correctement les broches JTAG et de respecter les niveaux de tension spécifiés dans la documentation du dispositif.

Q: Combien de kiloohms de résistances de rappel dois-je utiliser pour la configuration de plusieurs dispositifs ? A: L'utilisation de résistances de rappel de 10 kiloohms est recommandée pour tous les dispositifs de la chaîne de configuration.

Q: Comment puis-je obtenir de l'aide supplémentaire concernant la configuration des FPGA Intel ? A: Vous pouvez consulter les ressources fournies dans la section "Ressources supplémentaires" ou poser des questions sur le forum de support Intel FPGA.

Q: Le schéma de configuration active série prend-il en charge la configuration de plusieurs dispositifs ? A: Non, le schéma de configuration active série ne prend pas en charge la configuration de plusieurs dispositifs en même temps.

Q: Quelle est la différence entre la configuration via un hôte externe et la configuration JTAG ? A: La configuration via un hôte externe implique l'envoi des données de configuration via un port externe, tandis que la configuration JTAG utilise des instructions JTAG pour charger les données de configuration.

Q: Puis-je utiliser la configuration JTAG et la configuration série active en même temps ? A: Non, la configuration JTAG prend la priorité sur les autres modes de configuration, y compris la configuration série active.

Q: Est-il possible de mettre à jour les données de configuration d'un FPGA pendant le fonctionnement du système ? A: Oui, cela est possible en utilisant la configuration via HPS pour les dispositifs Stratix 10.

Q: Quel est le schéma de configuration le plus rapide pour les FPGA Intel ? A: Le schéma de configuration parallèle passif rapide offre la vitesse la plus élevée pour la configuration des FPGA Intel.