作者：郑州通用电控厂 徐以书 来源：《单片机与嵌入式系统应用》

摘要：介绍如何用powerpc860（mpc860）进行fpga（xilinx的virtex-ii系列）的配置；给出进行fpga配置所需的详细时序图和原理图。本配置基本原理对其它fpga的配置也适用。 关键词：powerpc860 fpga xilinx 1 概述 mpc860是基于powerpc结构的通信控制器。它不仅是集成的微处理器，而且将很多外设的功能也集成在一起。mpc860具有存储控制器，其存储控制器的功能很强，可以支持各种存储器，包括各种新型的dram和flash，并可以实现与存储器的无缝接口；而且使用嵌入式操作系统vxworks和开发环境tornado开发非常方便。 本设计中用1片intel w28f1283a150 flash作为bootflash对mpc860进行加电配置，其多余的存储空间完全可以存放下fpga所需的配置文件。加电复位、系统启动后，由mpc860处理机与epld配合，控制fpga配置文件的下载过程，完成对fpga的配置。使用mpc860可以对fpga十分方便地进行配置，甚至可以通过mpc860的网络功能对fpga进行远程配置，节省了因采用专用配置芯片所耗费的电路板及其成本。本文主要介绍如何用mpc860对xilinx公司的virtex ii系列的fpga进行配置，其原理同样适用于别的fpga芯片（包括altera公司）。

2 xilinx fpga的配置方式 本设计中fpga采用xilinx公司virtex-ii系列蝗xc2v4000，其配置文件的下载模式有5种：主串模式（master serial）、从串模式（slave serial）、主并模式（master selectmap）、从并模式（slave selectmap）、jtag械。其中，jtag模式在开发调试阶段使用。本设计将jtag口直接做在信号处理板上，便于开发设计阶段的调试。 参考xilinx公司的有关文档，比较其余4种下载模式，可将其分为串行下载方式和并行下载方式。串行下载方式和并行下载方式都有主、从2种模式。主、从模式的最大区别在于：主模式的下载同步时钟（cclk）由fpga提供；从模式的下载同步时钟（cclk）由外部时钟源或者外部控制信号提供。主模式对下载时序的要求比从模式严格得多。因此从处理机易于控制下载过程的角度，选择使用从串模式或从并模式。本设计采用从串模式进行fpga配置，以减少占用mpc860的资源。 用mpc860对fpga进行配置，实质上就是用mpc860和epld来仿真jtag接口的下载时序，完成对fpga的下载。jtag的有效引脚只有5个，分别是nconfig（prog_b）、nstatus（init_b）、conf_done（done）、dclk(cclk)、data0(din)。其中nconfig用于使fpga进行到下载状态，nstatus时不否出现crc校验错误，conf_done用于表示下载完成，而dc1k的data则是用于在下载时产生时钟和数据位的。每一个cd1k时钟周期写入1个bit数据（括号中标注为xilinx的fpga对该功能的称呼）。 表1所列为下载信号定义。

表1 下载信号定义 引 脚 方向（对fpga） 说 明 data0 输入 数据引脚 dclk 输入 同步时钟，由外部时钟源或控制信号提供 nconfig 输入 异步复位引脚，用于异步复位配置逻辑 conf_done 输出 配置状态 nstatus 输出 下载状态 3 从串模