解析FPGA从SPI Flash启动配置数据时的地址问题

时间:2025-06-13  作者:Diven  阅读:0

FPGA上电(Master)

解析FPGA从SPI Flash启动配置数据时的地址问题

fpga 上电时,默认是从 flash 的 0x00 地址开始读数据。如 UG470 文档 page144 描述

fpga 会从 0 开始读,地址不断自增,直到读取到有效的同步字 sync word(0xAA995566),才认为接下来的内容是一个有效的 bin 文件内容的开始。读到有效 sync word 后不会再继续读搜寻其 bin 文件。如 UG470 文档 page81 描述:

几种情况

只有一个 bit 文件,使用如下命令将该 bit 文件写出转换为 mcs 文件,并烧入 spi flash 中。

该 bit 文件在 flash 中存放的起始地址是 0x400000 ,上电 fpga 能正常启动,因为前部分的地址 0x000000-0x400000 之间都是无效数据, fpga 从 0x000000 地址开始读,没有有效的 sync word ,读地址不断增加,直到 0x400000 地址才会读到同步字,然后就能正常的从 0x400000 开始配置。

有两个 bit 文件,使用该命令转换为一个 mcs 文件

第一个 bit 文件放在 0x000000 地址,第二个放在 0x400000 地址,烧写 flash ,上电后 fpga 从 deign1.bit 启动,因为第一个 bit 在前面, fpga 上电后从 0x000000 地址开始读,会先读到 deign1.bit ,然后成功地从deign1.bit 初始化。

若把 mcs 文件中关于 deign1.bit 的 FDRI data 的内容手动改为其值,使得配置的时候会出现 CRC 校验错误, deign2.bit 相关的内容不变,烧写进flash,上电, FPGA 无法正常配置数据,既不会从deign1.bit启动,也不能从deign2.bit 启动,这是因为第一个bit在前面, fpga 上电后从 0x000000 地址开始读,会先读到 deign1.bit ,然后从 deign1.bit 开始初始化,但是会发生CRC错误,然后又fallback 回 0 地址读,依然是读到 design1.bit 的数据,还是 CRC 错误,最后发生配置失败。

若只把 mcs 文件中关于 deign1.bit 的 sync word 的内容手动改为其值,比如 0xAA997866 ,deign2.bit 相关的内容不变,烧写进 flash 上电, FPGA 成功从 deign2.bit 启动。这是因为第一个 bit 在前面, fpga 上电后从0x000000 地址开始读,读到 deign1.bit 的 sync word 为 0xAA997866 时,发现不是有效的 sync word ,不会判断接下来的内容是属于一个有效的配置文件,于是继续自增地址往上读,直到读到 0x400000 地址后面,成功读到 design2.bit 的 sync word ,发现有效,然后从 deign2.bit 开始初始化。这样就跳过了前面 deign1.bit 的内容。

bitstream 约束

对bit流进行压缩

set_property BITSTREAM.GENERAL.COMPRESS TRUE [current_design] 

打开看门狗功能

set_property BITSTREAM.CONFIG.CONFIGFALLBACK ENABLE [current_design] 

如果加载 Update_Image 配置文件失败后,没有返回加载 Golden_Image ,则会根据指定的时间启动看门狗,强制返回加载 Golden_Image 。

生成 bit 文件的头部添加 IPROG 命令和设置 WBSTAR 的命令

set_property BITSTREAM.CONFIG.NEXT_CONFIG_ADDR 0x0400000 [current_design]

配置时执行到 IPROG 命令后,会直接跳转到指定的地址中继续执行配置。可用于 Golden_Image 中设置为跳转到 Update_Image 启动。其实加不加这个约束,生成的bit流中的头部,都会有 IPROG 和设置 WBSTAR 的相关命令的占位空间,只是不加该约束时, IPROG 的位置会由 000000 替代, NOP 指令,只是空的占位符;而写 WBSTAR 寄存器的指令依然存在,但是写 WBSTAR 的值却是 0 。


审核编辑:刘清

猜您喜欢


QFN(QuadFlatNo-lead)封装是广泛应用于现代电子设备中的封装技术,因其优越的散热性能和小型化特点而受到青睐。在众多QFN封装中,QFN20_4X...
2025-02-21 12:47:38

刀套装主要优势有哪些?刀具是厨房中不可少的工具,而刀套装则是提升烹饪体验的重要选择。刀套装通常包含多种类型的刀具,如厨师刀、切片刀和削皮刀,满足不同食材的切割需...
2008-05-09 00:00:00


固态电容应用于电子设备。选择一个好的生产厂家很重要。本文将介绍选择固态电容厂家时的几个关键因素。厂家的资质选择厂家的时候,资质很重要。要看是否有相关认证。比如I...
2025-03-21 07:30:34

在选择钳子时,了解不同类型钳子的参数非常重要。钳子的材质通常分为碳钢、不锈钢和合金钢,每种材质的强度和耐用性各有不同。钳子的长度和口宽直接影响其适用范围,常见的...
2017-06-19 00:00:00

瓷管电阻作为重要的电子元件,在工业控制、仪器仪表及电力设备中是不可替代的配件。VITROHM作为知名的瓷管电阻品牌,其产品性能稳定、质量可靠,深受用户青睐。本文...
2016-02-28 01:44:19

需要查找特定贴片电阻的规格参数?不必再费力搜索!现在您可以轻松下载和安装贴片电阻规格书,快速获取所需信息。许多电子元器件分销商和制造商的网站都提供贴片电阻规格书...
2024-11-26 11:29:35

分流器作为信号分配的重要设备,是不可少的配件。捷比信分流器作为市场上受到关注的品牌,很好的品质和稳定的性能赢得了众多用户的青睐。那么,捷比信分流器到底是什么品牌...
2016-11-20 06:14:45

贴片电阻功率表主要通过尺寸代码来表示功率大小。常见的尺寸代码由四位数字组成,前两位表示长度,后两位表示宽度,单位是英寸的百分之一。例如,0805表示长度为0.0...
2025-04-14 15:03:27