基于ARM＋FPGA的重构控制器设计

文章摘要：3.2重构控制器工作原理ARM执行的初始化工作包括程序更新加载运行，FPGA参数设定等；FPGA设定内部寄存器和逻辑状态的初始值、内部缓冲区数据清零等。重构控制器示意图如图4所示。图中ARM处理器一方面通过ARM总线读取外部FLASH中的配置方案，对其进行并串转化操作，将其存储到FLASH存储器中；另一方面重构控制器中模拟TAP控制器的FPGA，从ARM内置的FLASH存储器中读取配置文件，并执行ARM处理器发出的指令解译该文件，重构控制器解释二进制文件方法如下：在ARM处理器的控制下，从装载配置文件的FLASH中读出一个字节，判断是哪条JTAG指令，然后根据指令的格式作具体的处理，产生TCK

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　　3.2重构控制器工作原理

　　ARM执行的初始化工作包括程序更新加载运行，FPGA参数设定等；FPGA设定内部寄存器和逻辑状态的初始值、内部缓冲区数据清零等。

　　重构控制器示意图如图4所示。图中ARM处理器一方面通过ARM总线读取外部FLASH中的配置方案，对其进行并串转化操作，将其存储到FLASH存储器中；另一方面重构控制器中模拟TAP控制器的FPGA，从ARM内置的FLASH存储器中读取配置文件，并执行ARM处理器发出的指令解译该文件，重构控制器解释二进制文件方法如下：在ARM处理器的控制下，从装载配置文件的FLASH中读出一个字节，判断是哪条JTAG指令，然后根据指令的格式作具体的处理，产生TCK，TMS，TDI和TDO信号，作为目标可编程器件的JTAG接口激励，与目标可编程器件的JTAG口串联成菊花链，在ARM处理器的控制下，对目标可编程器件进行在系统编程。被重构的FPGA由支持局部动态重构的Xilinx公司的Virtex-4系列FPGA来实现。

　　4  结  语

　　本文介绍的重构控制器既具有ARM微控制器所拥有的高速处理器核、体积小、集成度高、运算速度快、存储器容量大、功耗低等特点，又具有FPGA强大的并行计算能力和方便灵活的动态可重构性，使硬件信息(可编程器件的配置信息)像软件程序一样被动态调用或修改。对于特定的目标FPGA芯片，在一定控制逻辑的驱动下，对芯片的全部或部分逻辑资源重新进行动态配置，从而实现硬件的时分复用，灵活快速地改变系统功能，节省逻辑资源，满足大规模应用需求。

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