基于UltraScale架构的FPGA配置方法及实现.pdf

本文介绍了基于Xilinx UltraScale架构FPGA的配置方法及其应用实例。UltraScale架构的FPGA具备动态重构功能，这对于通用信号处理系统而言是一个不可或缺的功能。动态重构允许系统在运行中根据需要重新配置FPGA，以适应不同的处理需求，这对于需要高速实时信号处理的应用场景尤其重要。 在配置过程中，首先需要分析FPGA的配置模式，即FPGA如何接收和加载比特流文件。配置模式由FPGA的专用模式输入管脚的电平来选择。常见的配置方法包括通过外部非易失性存储器、外部处理器接口等方式。FPGA的配置模式包括主串模式和从串模式，以及不同的总线宽度方向。主串模式下，FPGA通过专用配置管脚加载比特流文件，而从串模式下，FPGA接收来自外部的比特流数据。 本文还详细介绍了两种具体的配置实例。第一种是通过主 peripheral interface（BPI）进行配置，第二种是使用slave SelectMAP进行配置。在文章中，这两种方法被应用于不同的通用信号处理系统中，并且都得到了验证。验证结果表明这些方法能够有效地实现FPGA的配置。 UltraScale FPGA系列主要包括UltraScale和UltraScale+两种类型，它们在配置方面存在差异。例如，UltraScale+系列不支持某些配置模式，并且其配置接口的工作电压与其他系列有所不同，必须连接到特定的配置管脚。 作者郑百衡来自中国西南电子技术研究所信号处理重点实验室，他提出的方法和工程实现方案已经在航空电子领域的多个工程项目中得到应用。这表明他的工作不仅在理论上是可行的，而且在实际应用中也具有一定的借鉴意义，尤其对于同类机载产品的开发。 文章中还提到了有关参考文献和相关研究的引用，表明了FPGA配置技术的研究基础和相关领域的发展动态。这项技术的发展对于高速信号处理系统的实时性能至关重要，对于信号处理硬件工程师和软件工程师来说，都是不可多得的专业参考材料。