試用手記：為國產(chǎn)FPGA正名(三存儲器)

1、試用手記：為國產(chǎn)fpga正名(三，存儲器)問：代碼存儲器可以挑選otp或者 extension memory，普通在終于軟件定型后用法otp沒有問題，而在調(diào)試過程中會挑選extension memory。extension memory里有三類：emb、sram和custom，通常代碼存儲器應(yīng)當是非易失存儲器，而你們這里列出來的emb和sram都是下電易失的，這一點我不是很明了？莫非說extension memory只是在c處于debug模式時代碼運行的存儲區(qū)，而非代碼下電存儲的介質(zhì)？emb惟獨1k（最大可以到2k），假如設(shè)置了這個代碼存儲器，是不是keilc debug時代碼不行以超過1k？

2、fae：emb和sram都是易失的，用emb是最大可支持2kb的code空間，emb初始化的信息與配置信息一起存儲在內(nèi)嵌spi flash中，上電自動加載，用sram時，需要用法我們提供的sramloader工程，利用astro重配置特性舉行加載。問：與上面類似的疑問，關(guān)于數(shù)據(jù)存儲區(qū)，兩個選項，on-ship sram默認勾選，這個沒有疑問。而fp應(yīng)當是內(nèi)部擴展的4m flash，應(yīng)當是非易失存儲器，數(shù)據(jù)存儲器通常沒有須要是非易失的吧？我認為根據(jù)常規(guī)，代碼存儲是非易失存儲器，數(shù)據(jù)存儲是易失存儲器，而你們的配置選項讓我有點糊涂。fae：astro內(nèi)部為8051提供16kb專用sram，用作dat

3、a空間。問：另外，spi燒錄應(yīng)當是將fpga配置數(shù)據(jù)燒錄到4m flash中吧？而用configuration packer功能應(yīng)當是要將fpga配置數(shù)據(jù)和軟件hex文件封裝成一個文件燒錄到4m flash中吧？我這么嘗試過好似下電后系統(tǒng)沒有跑起來，那么是不是在系統(tǒng)的存儲器配置中有所考究呢？fae：configuration packer可以讓astro內(nèi)存儲多個配置文件，利用它可以在用法sram做code空間時打包sramloader工程舉行上電自動加載。附件中是關(guān)于astro的幾個應(yīng)用文檔，您先看一下，寫的比較具體，信任對您理解astro使用會很有協(xié)助，感謝！昨天對agate logic負

4、責(zé)硬件的fae狂轟濫炸，對于其開發(fā)工具和器件的結(jié)構(gòu)都有更深化的了解和熟悉，上面的幾個問答只是關(guān)于51硬核的數(shù)據(jù)和代碼存儲器方面的，好一番追問之后，總算逼出了幾個像模像樣的文檔出來，消化后再做了一些實踐，然后有一點收獲和對后續(xù)項目在存儲器配置上的一些可行性的主意。另外，關(guān)于時序方面的一些疑問也得到了解答，不是很放心，也問出了一些真真確確的“問題”來，并且目前在用軟件版本的一些bug也被我問出來了，目前還需要等著廠商給我提供補丁，所以關(guān)于時序方面的博文只能暫緩舉行。特權(quán)學(xué)生問題提得比較到位，但不是很有水準。fae回答得也不是很簡單讓人明了，最后還是文檔給出了比較權(quán)威的解答。在研究astro系列芯片

5、51硬核的軟件運行模式之前，要先看看astro系列芯片到底已經(jīng)提供了哪些片內(nèi)的存儲資源，不看沒關(guān)系，一看嚇一跳可謂品種齊全，滿足各類需求。1. 總共1mbit的otp型存儲區(qū)，其中64kb用于fpga的配置數(shù)據(jù)存儲，另64kb用于51硬核的終于代碼存儲器。2. 4mbit(512kb)的fpga和8051公用的spi flash。3. 2塊9kbit的可配置雙端口emb。4. 16kb的51硬核專用數(shù)據(jù)存儲器。astro系列芯片51硬核的軟件主要運行模式：小模式：不外掛存儲器，用法芯片現(xiàn)有資源，fpga配置數(shù)據(jù)和8051代碼（小于2kb）存儲于spi flash中。系統(tǒng)上電后，fpga配置數(shù)據(jù)

6、先從spi flash中導(dǎo)出并配置fpga，也包括emb的初始化數(shù)據(jù)（即軟件代碼從spi flash搬運到emb中）；完成后8051代碼挺直從emb中開頭運行。內(nèi)嵌8051在無等待周期的狀態(tài)下，最快時鐘頻率可到70mhz，性能到47的性能。主要用于8051代碼較少時，調(diào)試生產(chǎn)兩便，成本也比較低。手記二中的測試就是基于該模式，性能還算可以。調(diào)試模式：外掛sram存儲器，fp bootloader配置數(shù)據(jù)、fpga用戶程序配置數(shù)據(jù)和8051用戶代碼分段存儲于spi flash中。系統(tǒng)上電先從spi flash中導(dǎo)出fp bootloder配置數(shù)據(jù)（內(nèi)含loader部分）。配置fp包括emb的初始化

7、數(shù)據(jù)，完成后sram loader程序?qū)徇\8051用戶代碼到外掛sram中；之后再從spi flash中導(dǎo)入fp用戶程序并重新配置fp，8051代碼在外掛sram中開頭運行。內(nèi)嵌8051在無等待周期的狀態(tài)下，最快時鐘頻率可到35mhz，性能到23mips的性能。此模式主要用于8051代碼超過2kb調(diào)試時用。固然也可用于生產(chǎn)。請注重外掛sram將增強成本。這種模式因為不太可能用法，所以特權(quán)學(xué)生不過多討論，但這也是系統(tǒng)中比較頻繁的一種bootloder方式。終于生產(chǎn)模式：不外掛存儲器，8051代碼存儲于otp存儲器中，fp配置數(shù)據(jù)存于otp或spi flash中。由于otp存儲器是一次性的，所以

8、不能用于調(diào)試階段。普通產(chǎn)品終于定型后再用法otp存儲器可以獲得最優(yōu)的性能和最低的成本。而當采納otp 作為8051 代碼內(nèi)存，最高時鐘頻率可達100mhz。較抱負的辦法是用鎖相環(huán)pll來產(chǎn)生8051 時鐘。ckcon sfr的低4位用來控制數(shù)據(jù)memory 的等待周期。假如8051時鐘頻率高于45mhz，最好將value設(shè)置為大于等于2，以防止時鐘太快，數(shù)據(jù)還沒預(yù)備好。也就是說，otp方式可以達到51硬核代碼運行的最佳性能，甚至于性能的速度瓶頸已經(jīng)不是代碼存取，而是數(shù)據(jù)存取。以上三種模式是比較推舉的，但是特權(quán)學(xué)生從實際工程需要來考慮，容易的說，需要一種調(diào)試模式和一種生產(chǎn)模式。生產(chǎn)模式無可厚非的

9、挑選otp燒錄，而調(diào)試模式有點麻煩，假如挑選小模式，代碼運行量太小，頂多不過2k，基本干不了什么事。而挑選外擴sram，有限的io資源不會允許的。所以，有點煩惱，但是還好，還有一種最次的挑選性能低下的第四種模式。當8051的性能低于1.4mips時，可用spi flash作為8051的代碼存儲器。此模式的運行環(huán)境如下：1. 選用片內(nèi) spi flash；2. fpga的配置數(shù)據(jù)和8051代碼存放在同一個spi flash 里；3. 8051 與spi flash 接口大約需要90 個le cells；4. 8051 的內(nèi)核時鐘最快為30mhz 左右， 8051 最快運行性能大約為1.4mips

10、；5. 挨次取指需要 8 個時鐘周期，跳轉(zhuǎn)取指需要40 個周期；在嘗試spi flash模式的時候，碰到了比較故意思的事。特權(quán)學(xué)生按照實例做spi flash的運行測試，結(jié)果搞不定，也找不到相關(guān)的ip核。于是求問fae，fae挺直告訴這個ip核還沒有集成到工具中，然后把源代碼都發(fā)過來了。呵呵，雖然工具不完美，不過服務(wù)倒是很周到。因為基于spi flash的模式是在51硬核與spi flash之間用法fpga規(guī)律搭建了一個flash讀取的模塊。所以經(jīng)過測試，的確這個flash讀取控制的規(guī)律模塊頻率不能太高，過高flash就要*了，理論值是30m，而特權(quán)學(xué)生用了25m。然后用法上一篇手記同樣的辦法轉(zhuǎn)變硬核的頻率舉行測試。延時函數(shù)emb模式spi flash模式50mhz100mhz50mhz100mhzdelay(1)5.0us2.5us20us20usdelay(2)6.6us3