CN104657178A - 一种采用接口技术进行fpga配置的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种采用接口技术进行FPGA配置的方法，包括以下步骤：a.将编译好的FPGA配置文件存放于PC机中，b.修改PC机端数据链软件，c.修改USB芯片中的固件代码。本发明的有益效果是：（1）通过USB数据链路直接使用PC机对FPGA进行配置，接口简单，易于操作；（2）不用为FPGA配备专用的配置芯片和JTAG仿真器，减少布线，并降低了硬件开发成本；（3）本发明适用于同一系列不同型号的FPGA配置，不需要进行任何硬件或软件上的更改；（4）本发明可对直写式光刻机上的不同DMD控制板FPGA同时进行配置，节约时间，降低开发周期。
Description
技术领域
本发明涉及一种FPGA配置的方法，具体涉及一种采用接口技术进行FPGA配置的方法。
背景技术
在半导体生产过程中，直写式光刻机是一个关键设备。直写式光刻机设备又称影像直接转移设备，多使用TI公司的DMD（数字微镜芯片）作为图形发生器。DMD的控制大多借助于FPGA作为控制器，而FPGA为RAM架构，断电后将丢失所有数据和代码，所以一般的做法是使用专用的FPGA仿真器通过JTAG接口对FPGA进行配置，或者为FPGA配备专用的代码配置芯片，同样使用FPGA仿真器通过JTAG接口现将代码配置到配置芯片中，每次重新上电后，配置芯片会为FPGA进行配置。但当更换不同容量的FPGA芯片后，其配置芯片也要进行相应更换。
直写式光刻机由于其特殊的机械结构，DMD控制板的安装空间狭小，不利于使用FPGA仿真器对FPGA或FPGA配置芯片进行配置，而且每台直写式光刻机配备4到8块不等数量的DMD，每次代码稍加修改，就要全部一一重新配置，配置过程需要两人共同协作完成。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种采用接口技术进行FPGA配置的方法，将此方法应用于机械结构较特殊的直写式光刻机中，以此来提高工作效率，降低直写式光刻机开发周期和开发成本。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种采用接口技术进行FPGA配置的方法，包括以下步骤，
a.将编译好的FPGA配置文件存放于PC机中，
b.修改PC机端数据链软件，
c.修改USB芯片中的固件代码。
进一步的，所述步骤b中在PC机中编写单独的通过USB配置FPGA的程序。
进一步的，所述步骤c中的USB芯片为USB2.0 CY7C68013A芯片或是USB2.0 CY7C68013芯片。
本发明的有益效果是：（1）通过USB数据链路直接使用PC机对FPGA进行配置，接口简单，易于操作；（2）不用为FPGA配备专用的配置芯片和JTAG仿真器，减少布线，并降低了硬件开发成本；（3）本发明适用于同一系列不同型号的FPGA配置，不需要进行任何硬件或软件上的更改；（4）本发明可对直写式光刻机上的不同DMD控制板FPGA同时进行配置，节约时间，降低开发周期。
附图说明
图1为本发明DMD控制板上USB 2.0芯片与FPGA硬件连接原理图；
图2为本发明FPGA Slave Serial 方式配置时序图；
图3为本发明PC机端软件程序流程图；
图4为本发明USB 2.0芯片固件代码程序流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
本采用USB方式进行FPGA配置的方法，包括以下步骤，
a.将编译好的FPGA配置文件存放于PC机中，
b.修改PC机端数据链软件，
c.修改USB芯片中的固件代码，
使其具有能够为与USB2.0芯片相连的FPGA进行配置的功能。即当PC机端数据链软件开启时，判断程序会先判断FPGA是否配置，若未配置，则自动将固定位置处的配置文件通过USB 2.0链路传输至FPGA进行配置，配置成功后开启数据链软件准备数据传输；若已配置，则直接开启数据链软件准备数据传输。
为了可任意选择配置文件对FPGA进行配置，所述步骤b中在PC机中编写单独的通过USB配置FPGA的程序。所述步骤c中的USB芯片为USB2.0 CY7C68013A芯片或是USB2.0 CY7C68013芯片。
如图1所示，图1为DMD控制电路板上已连接好的FPGA代码加载的硬件电路图，此方式为FPGA的Slave Serial配置方式。PC机首先通过串行方式将数据传送到USB 2.0芯片，USB 2.0芯片再通过FPGA的Slave Serial方式将配置文件配置给FPGA，直到配置结束并配置成功。
如图2所示，图2为FPGA Slave Serial 方式配置时序图。在配置的最开始，首先要将USB_CFG_SEL信号选通（低电平有效），此信号为USB配置方式和专用配置芯片配置方式的选择信号；然后给FPGA芯片的异步复位信号USB_FPGA_PROGB一个10-50ms的有效复位时间，让FPGA芯片进行有效复位；在配置开始之前，对于FPGA来说USB_FPGA_INIT为输入信号，USB芯片可通过将此信号拉低来延迟配置，等待芯片复位结束；在配置开始之后，此信号为输出信号，USB芯片通过读取该信号是否为低来判断在配置过程中的CRC校验是否错误；配置开始，USB_FPGA_CLK为串行配置时钟，USB_FPGA_D为串行配置数据，分别由USB 2.0芯片（CY7C68013/CY7C68013A）的TXD0和RXD0OUT提供，即USB 2.0芯片的串口0的方式0应用，USB_FPGA_CLK的频率不能超过50MHz；USB_FPGA_DONE为配置结束的指示信号，USB 2.0芯片在配置数据全部发送完后会检测此信号来确定配置是否结束，在配置过程中或配置失败，此信号为低，配置成功后，此信号会由低变高。
如图3所示，图3为PC机端软件程序流程图。在打开PC机端数据链软件之前，判断程序会读取USB的状态寄存器，依据状态寄存器值来判断FPGA是否配置。若未配置，则执行配置动作，将配置数据由USB链路传送至FPGA，等待配置状态返回，如果配置不成功，进行重新配置，配置成功后，打开数据链软件，进行数据传送或其它操作；若已配置，则直接打开数据链软件，进行数据传送或其它操作。
如图4所示，图4为USB 2.0芯片固件代码程序流程图。固件代码在初始化完成后，会处于等待接收PC机命令的状态。在接收到命令后，对命令进行解析，如果是读取状态寄存器值命令，则将当前状态寄存器值发送给PC机；如果不是PFGA配置命令，则接收PC机发送的配置文件，并根据配置时序，对FPGA进行配置，配置结束后，将当前配置状态发送给PC机；如果是其它命令，则进行其它相应操作处理。
Claims (3)
1.一种采用接口技术进行FPGA配置的方法，其特征在于，包括以下步骤，
a.将编译好的FPGA配置文件存放于PC机中，
b.修改PC机端数据链软件，
c.修改USB芯片中的固件代码。
2.根据权利要求1所述的一种采用接口技术进行FPGA配置的方法，其特征在于，所述步骤b中在PC机中编写单独的通过USB配置FPGA的程序。
3.根据权利要求1所述的一种采用接口技术进行FPGA配置的方法，其特征在于，所述步骤c中的USB芯片为USB2.0 CY7C68013A芯片或是USB2.0 CY7C68013芯片。
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2015
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