2、多片FPGA用JTAG配置实现
JTAG(Joint Test Action Group)是一种用于测试和调试集成电路的标准接口,也可以用于配置和编程FPGA芯片。
图二 Xilinx FPGA芯片
JTAG菊花链是一种常用的FPGA设计技术,它使用JTAG接口将多个FPGA芯片连接在一起,形成一个串行菊花链的结构,这样的话单个JTAG仿真器就可以对多片JTAG逻辑器件进行控制。
图三 经典JTAG菊花链FPGA连接
在使用JTAG菊花链时,需要将多个FPGA芯片串联在一起,形成一个链式结构。在菊花链中,第一个FPGA芯片连接到主机(例如PC或嵌入式系统),并且通过JTAG接口向后传递数据和控制信号。其他芯片连接到前面一个芯片的JTAG接口,并且依次串联在一起。
要实现JTAG菊花链,需要在每个FPGA芯片中配置JTAG控制器。 JTAG控制器是一个硬件模块,它可以将JTAG信号转换为内部的数据和控制信号,并将其传递给其他模块。在菊花链中,每个FPGA芯片都有一个JTAG控制器,用于将信号传递到下一个芯片。
在Xilinx芯片中,FPGA级联通常使用FPGA的配置接口完成。
下面是一些基本步骤:
1、将多个FPGA芯片按照菊花链的结构进行连接。这通常需要在每个FPGA芯片上设置特定的引脚,以确保正确的电气连接。
2、在级联菊花链中的每个FPGA芯片上,将配置JTAG端口连接到下一个级联单元的JTAG端口。确保连接正确无误。将最后一个FPGA芯片的配置JTAG端口连接到JTAG编程器或开发板上的JTAG端口。
3、在JTAG编程器或开发板上打开FPGA设计工具,选择级联菊花链中的第一个FPGA芯片作为主控FPGA,并将其FPGA设计文件编译成比特流文件。
4、将编译生成的比特流文件加载到主控FPGA芯片中。该芯片将根据其配置JTAG端口连接到下一个FPGA芯片,依此类推,将比特流文件传递到整个级联菊花链中的所有FPGA芯片。
5、检查级联菊花链中的每个FPGA芯片是否已正确加载比特流文件,并可以正常工作。
FPGA级联菊花链可以用于构建大型、高性能的FPGA系统,以满足需要大量逻辑资源和高速通信的应用程序需求。它也可以被用于构建多处理器系统,其中每个处理器都由一个FPGA芯片实现,并通过FPGA级联实现通信和协同工作。
3**、Verilog主控FPGA代码**
以下是一个简单的 Verilog 代码示例和 连接图,用于实现一个具有两个输入和一个输出的简单菊花链,其中第一个FPGA芯片作为主控芯片,控制整个菊花链:
图四 JTAG菊花链
图五 Verilog代码示例
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