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例说FPGA连载13：灵活定制——配置电路 特权同学，版权所有 配套例程和更多资料下载链接： http://pan.baidu.com/s/1c0nf6Qc 上世纪八十年代，联合测试行为组织（Joint Test ActI/On Group，简称JTAG）制定了主要用于PCB和IC的边界扫描测试标准。该标准于1990 年被IEEE 批准为IEEE1149.1-1990 测试访问端口和边界扫描结构标准。随着芯片设计和制造技术的快速发展，JTAG越来越多的被用于电路的边界扫描测试和可编程芯片的在线 系统编程。 FPGA器件都支持JTAG进行在线配置，JTAG边界扫描的基本原理如图2.7所示。在FPGA器件内部，边界扫描寄存器由TDI信号作为数据输入，TDO信号作为数据输出，形成一个很大的移位寄存器链。而JTAG通过整个寄存器链，可以配置或者访问FPGA器件的内部逻辑状态或者各个I/O引脚的当前状态。 图2.7 JTAG边界扫描原理 在这里我们不过多的研究JTAG的原理。对于电路设计来说，JTAG的四个信号TCK/TMS/TDI/TDO（TRST信号一般可以不用）以及电源、地连接到下载线即可。 说到FPGA的配置，这里不得不提一下他们和CPLD内部存储介质的不同。CPLD由于大都是基于PROM或Flash来实现可编程特性，因此对他们进行在线编程时就已将配置数据流固化好了，重新上电后还能够运行固有的配置数据。FPGA大都是基于SRAM来实现可编程特性，换句话说，通过JTAG实现在线编程时，在保持不断电的情况下，FPGA能够正常运行，而一旦掉电，SRAM数据丢失，FPGA则一片空白，无法继续运行任何既定功能。因此，FPGA通常需要外挂一个用于保存当前配置数据流的PROM或Flash芯片，我们通常称之为“配置芯片”，CPLD则不需要。 因此，对于FPGA器件，我们若希望它产品化，可以脱机（PC机）运行，那么就必须在板级设计时考虑它的配置电路。也不用太担心，其实FPGA厂商的器件手册里也会给出推荐的配置芯片和参考电路，大多情况下依葫芦画瓢便可。当然了，板级设计还是马虎不得的，有几个方面是需要注意的： ● 配置芯片尽量靠近FPGA。 ● 考虑配置信号的完整性问题，必要时增加阻抗匹配电阻。 ● 部分配置引脚可以被复用，但是要谨慎使用，以免影响器件的上电配置过程。 FPGA配置电路的设计是非常重要的，相关信号引脚通常都是固定并且专用的，需要参考官方推荐电路进行连接。
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