基于SPI FLASH的FPGA多重配置

　　重載模塊首先要調用ICAP核。ICAP原語在Xilinx的編譯軟件ISE中調用，調用路徑為Edit→LanguageTemplates，VHDL/Verilog→Device Primitive Instantia-tion→Virtex5FPGA→Config/BSCAN Components→In-ternal Config Access Por(t ICAP_VIRTEX5)。

　　ICAP_VIRTEX5調用接口如下：

　　ICAP核支持X8，X16，X32三種數(shù)據帶寬模式。在整個FPGA重配置的過程中并沒有用到ICAP核的輸出，因此在重載模塊的狀態(tài)機控制程序中不關注BUSY，O信號的值，可以不對它們賦值。用戶程序在使用接口時只需對CE，CLK，I，WRITE4個信號不斷賦值來發(fā)送命令。

　　在調用了ICAP核接口之后，通過Verilog編碼的方式實現(xiàn)狀態(tài)機。通過狀態(tài)機發(fā)送IPROG指令給ICAP核，ICAP核在接收到這些指令后會根據指定的地址自動加載配置文件。

　　IPROG指令的作用是對FPGA芯片進行復位操作，該復位操作對FPGA內部的應用程序進行復位，復位過程中除專用配置管腳和JTAG管腳，其他輸入/輸出管腳均為高阻態(tài)。完成復位操作后，將默認的加載地址用熱啟動地址寄存器(Warm Boot Start Address，WB-STAR)中的新地址替換。

　　在發(fā)送IPROG指令之前，需要對ICAP核進行預配置。重載控制模塊在收到觸發(fā)信號后，第一個時鐘周期將ICAP核的WRITE信號和CE信號置高，第二個周期將WRITE信號置底，CE信號置高，第三個周期將WRITE信號置底，CE信號也置底。接著在下面的8個時鐘周期里，將指令隊列中的控制命令逐個發(fā)出。狀態(tài)機指令流程如圖3所示。

　　在狀態(tài)機發(fā)送IPROG指令的過程中，為了保證ICAP核接收到正確的指令，每一個發(fā)送出去的命令和數(shù)據必須遵循SelectMAP數(shù)據順序。SelectMAP數(shù)據順序是將每個指令都按字節(jié)劃分，劃分后每個字節(jié)的數(shù)據都按比特位翻轉。如果為“X32”模式，則劃分為4個字節(jié)，每個字節(jié)進行位翻轉。圖4以“X16”為例說明Se-lectMAP數(shù)據順序。