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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