高密度FPGA配置體系的設(shè)計與實(shí)現(xiàn).pdf

1、目前FPGA出廠的時候已經(jīng)經(jīng)過生產(chǎn)廠商100％測試，設(shè)計人員避免了做ASIC的研發(fā)風(fēng)險，而且FPGA可以反復(fù)編程，便于使用，減少了研發(fā)時間，因此FPGA的應(yīng)用范圍越來越廣，包括通信、工業(yè)控制、醫(yī)療設(shè)備和武器裝備上。高密度FPGA屬于公司重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目。
　　眾所周知FPGA可反復(fù)編程，只要片上資源夠用，它可以實(shí)現(xiàn)用戶任何指定的功能。那么FPGA要實(shí)現(xiàn)用戶的功能，就需要向FPGA寫入用戶設(shè)計生成的配置比特流，F(xiàn)PGA載入比特流之后就是

2、一個特定功能的芯片了。下載過后可以進(jìn)行回讀操作，即用戶可以回讀出FPGA中的配置信息和下載時候的比特流進(jìn)行比對，驗(yàn)證比特流是否正確地寫入FPGA中。用戶也可以對比特流進(jìn)行DES加密，載入FPGA的是加密過后的比特流，可以防止其他人惡意的竊取比特流，沒有密鑰竊取的數(shù)據(jù)完全無用。在 FPGA配置電路中包含一個解密電路，它可以實(shí)現(xiàn)對加密比特流的解密，用戶只需要保證密鑰的安全性，便可以保證比特流的安全性。
　　本論文描述的高密度 FPGA

3、配置體系是本公司自主設(shè)計，是在公司原有成功的FPGA配置體系的基礎(chǔ)上設(shè)計的，該配置體系可以完成五種模式的配置，可以進(jìn)行回讀操作，并可以解密軟件加密過后的比特流。本論文主要描述了FPGA配置體系的配置、回讀和比特流解密，具體的研究內(nèi)容如下：
　　1．配置方面研究了高密度FPGA的架構(gòu)、配置的五種模式、配置相關(guān)的引腳、配置列結(jié)構(gòu)和配置流程。FPGA在載入比特流的時候，研究了FPGA配置電路是如何一步一步的工作的，即比特流從配置端口寫入

4、到 FPGA內(nèi)部，到形成一幀的配置數(shù)據(jù)，最后寫入FPGA內(nèi)部SRAM陣列。研究了比特流每一行的意義、配置電路相關(guān)的寄存器、配置數(shù)據(jù)包類型和幀緩沖器等。
　　2．回讀方面研究了高密度FPGA回讀的兩種模式，研究了SRAM陣列里面的數(shù)據(jù)如何通過幀緩沖器，到 FDRO幀數(shù)據(jù)輸出寄存器，最后從配置端口讀出。研究了回讀上位機(jī)軟件端的設(shè)置，和軟件生成回讀文件的作用，以及怎么比對回讀的數(shù)據(jù)和下載的比特流的一致性。研究了幀緩沖器在回讀的時候，具體