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2018年7月2日星期一

AC501-SoC開發板在上電時能夠根據啟動設置開關的設置，選擇從EPCS或者HPS中啟動。具體是通過EPCS還是HPS啟動，由一個6位撥碼開關通過設置不同的值來決定。

AC501-SoC開發板支持兩種方式來配置FPGA：

1、使用JTAG編程：此種方式下，FPGA的配置bit流文件直接被下載入Cyclone V SoC FPGA中，下載之後FPGA就會按照該配置文件的信息運行。但是一旦FPGA的供電被關閉了，配置信息也就丟失了。

2、使用AS方式：AS方式全稱為主動串行配置（Active Serial configuration），此種方式下FPGA的配置bit流文件會被下載進串行配置器件（EPCS）中，EPCS是一種SPI接口的Nor Flash存儲器，即使掉電之後，數據依然存在不會丟失。當開發板下次上電時，如果MSEL設置了從EPCS中啟動，則Cyclone V SoC FPGA會自動從EPCS中加載配置數據。

AC501-SoC開發板上設計了標準的IDC3-10的USB Blaster接口，使用USB Blaster，實現PC連接FPGA和HPS，並完成配置bit流的傳輸以及運行調試。和傳統的單芯片純FPGA方式不同，Cyclone V SoC FPGA上的JTAG鏈同時連接了FPGA和HPS。因此在使用JTAG配置FPGA時過程也有一定的差別。接下來以一個具體的例子分別講解配置sof到FPGA中和燒寫jic格式的配置文件到EPCS中。

打開一個FPGA工程，如本例以FPGA的LED測試工程“led”為例，在菜單欄中依次點擊Tools > Programmer或直接點擊Programer圖標以打開下載界面。打開之後，軟件可能會默認搜索到工程下的led.sof文件並添加進來了，如下圖所示。如果沒有添加也沒有關系，因為添加的內容我們後面操作時也會手動將其刪除的。

如果Hardware Setup一欄沒有自動找到USB Blaster，則可能需要檢查USB Blaster是否正常連接且已經安裝好了驅動。如果USB Blaster就緒了，此刻我們直接點擊Start來下載添加的sof文件是會失敗的，這是因為JTAG鏈上連接了FPGA和HPS兩個設備，下載器不知道需要將文件下載到哪個設備中。

首先點擊左側的Auto Detect按鈕，以使用JTAG鏈檢測其連接的設備型號。會提示同一個JTAG ID對應的多個設備，根據我們使用的器件型號為5CSEBA2，因此選擇第一個然後OK。

此時軟件會提示自動檢測到的設備和Programer中已經添加的設備不匹配，詢問是否更新，點擊YES更新即可，如下圖所示。

更新完成後可以看到，Programer窗口的下方展示了JTAG鏈上的設備關系，如下圖所示。主要是TDI這個信號線，首先進入SOCVHPS中，然後從SOCVHPS的TDO端口流出，進入FPGA（5CSEBA2）的TDI端口，再從FPGA的TDO端口流出，回到JTAG接口的TDO信號上。選中Device一欄中的5CSEBA2項，右鍵單擊，在彈出的對話框中選擇Change File，然後找到sof文件並添加。

點擊sof文件對應的Program/Configure復選框以選中，然後點擊Start按鈕，就可以開始配置sof文件到FPGA中了。配置完成後，可以看到開發板上的兩個FPGA_LED燈分別閃爍，其中FPGA_LED0的閃爍頻率是FPGA_LED1的兩倍。

通過以上方式，完成了sof文件下載到FPGA中的功能。但是此時下載的數據是保存在FPGA的SRAM中的，掉電之後數據就丟失了，為了能夠實現FPGA上電自動配置的功能，可以將配置數據bit文件轉化為jic文件，燒寫到EPCS存儲器中，並設置FPGA從EPCS中啟動，這樣FPGA下次上電時就能夠自動從EPCS中加載配置數據了，無需再用JTAG下載。接下來講解AC501-SoC開發板上所用Cyclone V SoC FPGA器件的jic文件生成以及燒寫方式。

同樣還是打開一個設計好的FPGA工程，如led，然後在菜單欄中依次點擊File > Convert Programming Files，如下圖所示。

在打開的窗口中，選擇Programming file type為JTAG Indirect Configuration File（jic）、Configuration device為EPCS16，註意，是EPCS128，不是EPCQ128，File name設置一個有辨識度的名字，例如led.jic，如下圖所示：

選中下方的Flash Loader，然後點擊右側的Add Device，如下圖所示：

在彈出的對話框中選擇AC501-SoC開發板上使用的FPGA器件5CSEBA2，然後點擊OK。

選中SOF Data選項，然後點擊右側的Add File，添加led.sof並確認。

添加好之後，點擊右下角的Generate按鈕，就能生成jic文件了。

燒寫時，依然是先通過Auto Detect檢測器件，然後選中FPGA器件右擊以Change File，只是添加File的時候，選擇剛剛generate好的led.jic文件。勾選Program/Configure選項，然後點擊Start，就能夠完成燒寫到EPCS的功能了。

SoC FPGA開發板的FPGA配置數據下載和固化