FPGA-DIY编程

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我已经为微控制器编程了几年了，上完数字设计课程后，我才发现FPGA。在对不同的FPGA，开发板等进行了一些研究之后，我仍然不愿购买任何产品，因为我不知道如何制作自己的最终“产品”版本。我已经将PIC，SAM，AVR等放在定制PCB上没有问题，所以我并不担心-我的主要担心是在没有制造商板的情况下对FPGA进行编程。

我的具体问题：如果我将Quartus，Vivado，iCEcube等生成的位图文件写入地址0开始的SPI闪存芯片（例如，通过FT2232H），并将FPGA连接至FPGA的SPI引脚（正确设置了MODE配置）？

对于部分假设，我深表歉意。我相当确定这是莱迪思的Diamond程序员所做的一切，但是我想知道这种方法是否适用于不同制造商的FPGA，或者说Quartus在编写时是否在存储器中添加了额外的“窗口修饰”或标头。

让我知道我是否可以做些什么来改善/阐明这个问题，或者我是否在FPGA编程过程中遗漏了重点。谢谢！

fpga spi programming

— 布莱克·卢卡斯（Blake Lucas）
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“位图”是指位流？

— 尤金（Eugene Sh）。

在另一个问题之前，曾问过这个问题

— Voltage Spike，

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在您的第一个FPGA电路板设计上，我建议提供两种设备编程方法（以及供应商的JTAG头）。放置跳线位置，以允许您根据需要更改MODE引脚。搞砸这些很容易，并且有备份计划是很好的。同样要确保为INIT和DONE（或莱迪思用来指示编程状态的任何内容）提供测试点。

— Photon

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安装BGA（特别是高引脚数的BGA）所需的过程控制比QFP更为严格。球更多的事实意味着桥接或连接不良的可能性更高，并且由于它们是隐藏的，因此您无法在运行事物之前先检查问题（除非您拥有X射线），以查看是否有问题任何问题。而且，如果您重新安装组件，则必须重新组装它，这需要更多的设备。FPGA也是您不想损坏的昂贵芯片。大型BGA是需要PCB预热器的地方。

— DKNguyen

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我曾经在一个技术人员整天不做任何工作的地方工作，他们有热空气站（温度控制更严格，比热风枪更可靠），并且他们无法可靠地手工焊接BGA。我认为他们没有预热器，因此，如果您要尝试使用预热器，请购买一个预热器并使用便宜的芯片（甚至可以使用菊花链虚拟BGA封装，以便可以进行电气验证，直到在拧紧之前钉好了）真实的东西）。

— DKNguyen

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是的，它可以正常工作。

实际上，大多数FPGA的开发工具都允许您直接通过FPGA自己的JTAG连接对外部闪存进行编程，而无需为闪存使用单独的编程接口。

— 戴夫·特威德
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某些器件（如Lattice Mach X02）具有板载闪存，因此您只需要几个电阻和5x2接头即可连接到Lattice编程盒。

— Spehro Pefhany

我知道您可以使用Vivado / Quartus之类的工具通过JTAG直接对闪存进行编程，我希望能够做到这一点而无需购买供应商专用电缆-只需使用FT2232H并写入比特流即可（位图？）我自己。我认为Quartus不支持该芯片，Vivado不公开支持该芯片（即使他们在Nexys和Basys板上使用了该芯片）。

— 布莱克·卢卡斯

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是的，您可以使用其他方式用位文件对闪存进行编程。您的MCU程序员之一可能可以做到这一点。我知道我的Segger J-link当然可以。

— DKNguyen

@Toor：确实这不是供应商专用的电缆，但它仍然在供应商工具中具有硬编码支持，并且Segger的价格比FT2232H高很多。

— Ben Voigt

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几乎所有主要供应商都提供了工程文档，以使确定的上载比特流可以使用自定义工具上传到其部件（FPGA和自定义配置闪存），因为有时在集成系统或测试平台中需要这样做。使用供应商支持的工具可能最简单（尤其是一开始），但是多年来，我已经针对特定项目实施了很多替代方案。原始FPGA电路板项目中最难的部分可能是FPGA在电路板上所需的全部支持-路由和旁路的许多电源对，通常用于几个不同的电压。

— 克里斯·斯特拉顿

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当您说“由...生成的[sic]位图[sic]文件”时，只要选择正确的文件，答案就是“是”-使用定冠词造成了一个小错误，因为不仅生成了一个文件。

例如，Quartus可以生成SOF，POF和JIC文件。最后一个是用于通过FPGA JTAG进行间接编程的内容。将其写入SPI闪存将没有用。SOF用于通过JTAG加载，以在FPGA中瞬时运行您的设计。您需要将POF加载到闪存芯片中。

有关许多关于不同供应商的不同文件含义的有用信息，请参见FPGA：比特流与SRAM目标文件。

— 本·沃格特
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如果将闪存连接到FPGA的SPI引脚（正确设置了MODE配置），FPGA是否可以正常工作？

如果我正确理解了您的问题，则希望将FPGA配置（例如，已编译的HDL模型）写入SPI EEPROM或SPI Flash，并且希望FPGA使用SPI IC上的数据自行编程。

（如果我正确理解Dave Tweed的回答，他会以不同的方式理解您的问题。）

至少许多SPI闪存设备将无法工作，因为SPI闪存IC需要发送一定的波形（例如，要读取的地址），以便从IC读取数据。

对于所有闪存设备，此波形都不相同。即使仅查看SD存储卡（也可以用作SPI闪存），我们也会发现两种变体，它们需要在卡读取数据之前将不同的波形发送到卡。

正确设置FPGA的模式引脚后，FPGA将发送一些波形，指示某些串行存储设备发送数据。但是，由于不同的IC需要不同的波形，因此并非所有Flash IC都能理解该波形，而只能由某些类型的波形理解。

我知道Altera生产与它们的FPGA兼容的特殊闪存或EEPROM IC。

— 马丁·罗森瑙
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显然，SD卡将无法工作，因为据我所知，没有FPGA支持SD / MMC作为配置协议。大多数FPGA坚持使用AT24 / AT26 / AT45。

— 德米特里·格里戈里耶夫

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如果您想在不使用官方FPGA编程工具的情况下将FPGA比特流写入闪存，则很可能希望将该比特流文件转换为易于读取的开放二进制格式，例如原始二进制，Intel HEX或Motorola SREC（例子）。这将去除FPGA比特流可能包含的所有专有报头。

这样，您将能够使用闪存制造商提供的工具（或您自己的工具）对闪存进行编程，甚至可以订购使用FPGA位流预先编程的闪存芯片。

— 德米特里·格里戈里耶夫（Dmitry Grigoryev）
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