配置比較
有關各種配置方案的比較,請參閱表 1。
表 1.各種配置方案的一般比較
主動或被動配置方案 |
配置方案 |
串行或並行配置 |
外部記憶體和/或設定裝置1 |
資料總線的寬度(以位為單位) |
相對設定時間2 |
---|---|---|---|---|---|
積極 |
如 |
串行 |
1 |
溫和 |
|
如 |
串行 |
1,4 |
溫和 |
||
美聯社 |
平行 |
支援的通用快閃記憶體介面 (CFI) 並行快閃記憶體 |
16 |
溫和 |
|
被動 |
斷續器 |
串行 |
英特爾® MAX® 系列 CPLD 或帶快閃記憶體的處理器 |
1 |
慢 |
串行 |
下載電纜 |
1 |
慢 |
||
斷續器 |
平行 |
英特爾 MAX系列 CPLD 或帶快閃記憶體的微處理器 |
8, 16, 32 |
快 |
|
斷續器 |
串行 |
英特爾 MAX系列 CPLD 或帶快閃記憶體的微處理器 |
1 |
慢 |
|
串行 |
下載電纜 |
1 |
慢 |
筆記:
- 使用相同配置方案的不同設備可能支援不同的外部控制器和/或配置設備。有關詳細資訊,請參閱配置手冊中相應英特爾® FPGA 設備的 配置 章節。
- 配置時間以相對比較的形式表示,僅作為一般準則。配置時間因配置方案而異,具體取決於配置檔大小、配置數據寬度、驅動時鐘頻率和快閃記憶體訪問時間。
主動和被動配置方案
通常,英特爾® FPGA 配置方案分為主動配置方案或被動配置方案。在活動配置方案中,設備控制配置過程並從外部記憶體設備獲取配置數據。主動串行 (AS) 和主動並行 (AP) 是主動配置方案。記憶體設備是用於 AS 配置的串行配置 (EPCQ) 設備和 用於 AP 配置的受支援的並行快閃記憶體。
在被動配置方案中,配置設備控制配置過程並提供配置數據。配置設備可以是外部智慧主機,例如PC,微處理器或MAX系列CPLD。無源串行(PS)、快速無源並行(FPP)和JTAG是無源配置方案。
外部記憶體和/或配置設備
所有配置方案都需要外部記憶體或配置設備。在使用特定配置方案時,這些外部設備是存儲配置數據和/或配置英特爾® FPGA 所必需的。例如,外部記憶體設備可以是 串行配置 (EPCQ) 設備 ,也可以是受支援的並行快閃記憶體設備。配置控制器可以是微處理器或任何 MAX 系列 CPLD。請注意,不同的外部記憶體和/或配置設備支援不同的配置方案。MAX 系列 CPLD 支援並行快閃記憶體載入器智慧財產權 (IP) 通過 JTAG 介面對公共快閃記憶體介面 (CFI) 快閃記憶體裝置進行程式設計,並提供邏輯來控制從快閃記憶體裝置到英特爾® FPGA 的配置(無源串行和快速無源並行)。
數據總線寬度
DATA 總線的寬度決定了配置方案的每個 DCLK 週期傳輸的位數。通常,配置方案也可以分組為串行配置方案或並行配置方案。串行配置方案每 DCLK 週期傳輸 1 位。PS、AS 和 JTAG 是串行配置方案。另一方面,並行配置方案每 DCLK 週期傳輸超過 1 位。FPP 配置方案每 DCLK 週期傳輸 8 位、16 位和 32 位。AP 配置方案每 DCLK 週期傳輸 16 位。通常,每個 DCLK 週期傳輸的數據位數越多,配置時間越短。
相對配置時間
配置週期包括三個階段:重置、配置和初始化。此處的相對配置時間僅指配置階段。設備進入使用者模式所需的時間實際上更長。
配置時間因配置方案而異,具體取決於配置檔大小、配置數據寬度、驅動時鐘頻率和快閃記憶體訪問時間。您可以估計同一設備系列和密度的各種配置方案之間的相對配置時間。
AS 配置時間由將數據從 EPCQ 傳輸到 FPGA 裝置所需的時間決定。AS 介面由內部振蕩器生成的 FPGA DCLK 輸出計時。使用 40 MHz 振蕩器時,DCLK 最小頻率為 20 MHz (50 ns)。例如,EP3C10 設備的最大 AS 配置時間估計值為(2.5 Mb 未壓縮數據)= RBF 大小 x(最大 DCLK 週期 /每個 DCLK 週期 1 位)= 2.5 Mb x(50 ns/1 位)= 125 ms。
通常,FPP 配置方案具有最短的配置時間。對於所有FPP方案,配置頻率由外部器件控制。AS、PS 和 JTAG 配置方案的配置時間相對較慢。但是,相對配置時間只是一個估計值。實際配置時間很大程度上取決於配置數據寬度、設備時鐘的配置頻率、配置檔大小和快閃記憶體訪問時間。
支援 CLKUSR 功能
在某些元件中,CLKUSR 引腳是一個可選引腳,用於輸入使用者提供的時鐘,以便在配置後同步一個或多個器件的初始化。此功能允許一個或多個設備同時進入使用者模式。此引腳通過打開 Quartus® Prime 或 Quartus II 軟體中的 啟用使用者提供的啟動時鐘 (CLKUSR) 選項來啟用。
有關詳細資訊,請參閱 配置手冊 中相應英特爾® FPGA 設備的 配置章節。
可擴展性
英特爾® FPGA EPCS 裝置 (PDF) 和 EPCQ 設備 (PDF) 支援適用於 Stratix® 系列(Stratix 和 Stratix® GX)、Arria® 系列和 Cyclone® 系列 FPGA 的單設備配置解決方案。
要選擇適當的配置器件,您必須確定目標 FPGA 或 FPGA 鏈所需的總配置空間。如果要配置 FPGA 鏈,則必須為每個 FPGA 新增配置檔大小,以確定所需的總配置空間。
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