FPGA中SPI复用配置的编程方法

文章摘要：AT45DB161D的存储器阵列分为3个级别的粒度，分别为扇区、块与页。图4对各个级别进行了分析，详细说明了每个扇区与块的页数。所有的编程操作都是针对页的。擦除操作可以作用于芯片、扇区、块或页。最后利用定义的空函数int(*boot_app_jump) (void)；”将地址指针指向内存的应用程序基地址，使其从此处开始运行程序。／／将目的地址赋给跳转函数boot_app_jump=(int(*)(void))DESTINATION_AD-DR；／／运行跳转函数，使其在该函数地址开始运行程序boot_app_jump()；3 SPI Flash软件引导过程及SPI Flash编程本实验使用简单的

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　　AT45DB161D的存储器阵列分为3个级别的粒度，分别为扇区、块与页。图4对各个级别进行了分析，详细说明了每个扇区与块的页数。所有的编程操作都是针对页的。擦除操作可以作用于芯片、扇区、块或页。

　　最后利用定义的空函数int(*boot_app_jump) (void)；”将地址指针指向内存的应用程序基地址，使其从此处开始运行程序。

　　／／将目的地址赋给跳转函数

　　boot_app_jump=(int(*)(void))DESTINATION_AD-DR；

　　／／运行跳转函数，使其在该函数地址开始运行程序boot_app_jump()；

　　3 SPI Flash软件引导过程及SPI Flash编程

　　本实验使用简单的应用程序(打印hello_world)，即工程“hello_world”。工程serial_Flash_bootloader就是上面设计的引导程序。

　　3．1 编译用户应用程序的二进制文件

　　由于应用程序要在外部SDRAM中运行，所以不需要初始化BRAM存储器，如图5所示。

　　为了指明程序的开始地址和应用程序的可执行文件的产生路径，需要在编译选项中设置。右键“应用程序工程”，Set Compiler Options在Output ELF file中选择可执行文件的产生路径，如XC3S500E＼hello_world＼hello_world．elf，在Program Start Address中键入程序执行的起始地址(这里是SDRAM的基地址：0x90000000)。接下来编译应用程序工程，编译完成后就会在XC3S500E＼hello_world文件夹中产生hello_world．elf。为了后面对SPI Flash编程的需要，应将elf转变成二进制形式的文件。这就需要利用cygwin shell窗口命令来完成，这个脚本提供了一个简单的命令实现这个目的。利用mb-objcopy-O binary<options><ELF file input><bi-nary file to output>命令就可以将elf转变成二进制形式的文件(．b文件)。

　　例如：mb-objcopy-O binary ．／hello world／helloworld．elf．／hello_world／hello_world．b用来在工程目录下hello_world文件夹创建工程的一个hello_world．b的二进制文件。生成的文件hello_world．b大约2 KB左右。

　　3．2 Bootloader引导程序与硬件配置文件的生成

　　serial_Flash_bootloader要初始化到BRAM中(即在“工程”上右键→BRAM Initialization and unmark a11)。

　　这样做的意义是在编译Bootloader程序时就将它编译后的执行文件(．elf文件)加入到硬件system．bit中生成一个download．bit。这个文件既包含了系统硬件配置信息，又包括了Bootloader程序执行文件。由于设置了初始化到BRAM中，所以在系统上电时才能使Bootloader程序自动加载到片内BRAM中运行，实现程序的引导功能。只要利用EDK用软件中download bitstram功能就可以实现上述功能。

　　3．3 编写SPI PROM文件

　　本部分提供为SPI Flash存储器创建PROM文件的指导原则。在将生成bitstram．bit比特流转换成SPI格式PROM文件之前，设计人员必须确认该比特流是用bitg-en-g StartupClk：Cclk选项生成的。此选项使启动顺序与Spartan-3E内部时钟同步，从而确保FPGA功能正常。

　　①将硬件配置和serial_Flash_bootloader引导程序的bitstrem．bit转换为MCS格式文件。

　　②将前面得到的应用程序的二进制文件(hello_world．b)转换为MCS格式文件。

　　③将以上得到了2个MCS文件合成1个MCS文件。

　　④编程SPI Flash芯片。

　　以上过程，除了③以外，Xilinx公司的iMPACT编程软件都可以实现。③要由DOS命令完成。所以下面都是以DOS命令来完成编程的全过程。

　　再使用DOS命令完成格式化和编程之前，要对down-load．bit、应用程序、spiPartNam和spi_offset参数进行设置，以便XSPI软件程序能对用户要求加以识别。如下：

　　set bitstream=．．／implementation／download．bit

　　set application=hello_world

　　set spiPartName=AT45DB161D／／SPI Flash器件的名称

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