FPGA器件的在线配置方法

期的时钟（具体周期数与DCLK的频率有关），确保目标芯片被正确初始化，进入用户工作模式。
　　
　　Altera的MAX+PLUSII或QuartusII开发工具可以生成多种配置或编译文件，用于不同配置方法的配置系统，而对于不同系列的目标器件配置数据的大小也不同，配置文件的大小一般有.rbf文件决定。.rbf文件即二进制文件。该文件包括所有的配置数据，一个字节的.rbf文件有8位配置数据，每一字节在配置时最低位最先被装载。微处理器可以读取这个二进制文件，并把它装载到目标器件中。Altera提供的软件工具不自动生成.rbf文件，须按照下面的步骤生成：①在MAX+PLUSII编译状态，选择文件菜单的变换SRAM目标文件命令；②在变换SRAM目标文件对话框，指定要转换的文件并且选择输出文件格式为.rbf(Sequential)，然后确定。
　　
　　2配置电路结构和原理
　　
　　2.1串行通信的电路结构和原理
　　
　　PC机与单片机的接口如图2所示。AT89C2051单片机通过串行口直接接收PC机传送来的串行数据，然后把接收到的数据存入数据存储器。由于PC机的串行口都是RS-232C标准的接口，所以，其输入输出在电平上和采用TTL电平的AT89C2051在接口时会产生电平不同的问题。为了解决这个问题，在PC机和单片机的串行通信电路中加入了MAX232芯片，以实现TTL电平和RS-232C接口电平之间的转换。这样PC机和AT89C2051单片机进行串行通信时就可以顺利进行了。除了电路结构之外，要实现PC机和AT89C2051之间的通信，还需要有合适的通信软件。
　　
　　2.2ICR控制电路原理
　　
　　ICR电路原理如图3所示。AT24C256用来存储FPGA的配置数据。
　　
　　ICR控制电路的工作过程为：经MAXPLUSII编译生产的配置文件(.sof)通过格式转换成为(.rbf)。然后，利用PC机端的控制程序，通过PC机的串行通信口，经U1存储在U2中。U1再根据系统的要求，通过P1.2、P1.3、P1.4、P3.0和P3.1等5个I/O口，将其存储在U2中的配置数据下载到电路中的FPGA器件中去。
　　
　　因作者设计电路中的FPGA是Altera公司的FLEX系列的EPF10K10，其配置文件的容量为
　　
　　
　　
　　15KB，故电路中采用1片AT24C128就可存储EPF10K10的配置数据。我们选用AT24C256器件可以存储两个配置文件，是为了实现多任务电路重构，此时整个ICR控制电路只有2片IC。可以说，它是目前结构最简单、成本最低的ICR控制电路。如果配置的FPGA是EPF10K30或更大门数的器件，则需要大容量的存储器件或多片AT24C256。（在两线串行总线上最多可接4片AT24C256。）
　　
　　3软件设计
　　
　　在该配置方案中，软件包括在PC机端的控制软件和在AT89C2051端的控制软件两部分。PC机端的软件采用VisualBasic语言编程，而AT89C2051采用汇编语言进行编程。
　　
　　3.1PC机端的软件
　　
　　PC机端的软件采用VisualBasic语言编程。VB支持面向对象的程序设计，具有结构化的事件驱动编程模式，而且可以十分简便地作出良好的人机界面。PC机端的控制程序主要实现读取.rbf文件并将其通过串口送出的功能

《FPGA器件的在线配置方法(第2页)》