基于BPI Flash的多FPGA级联设计原理与实现

基于BPI Flash的多FPGA级联设计原理与实现

引用

CSDN

1.

https://m.blog.csdn.net/m0_37857391/article/details/145547438

在大型系统设计中，单片FPGA往往难以满足资源需求，而多FPGA级联设计则提供了一种有效的解决方案。本文将介绍基于BPI Flash的多FPGA级联设计原理和硬件架构，帮助工程师更好地理解和应用这一技术。

1.背景

目前FPGA已广泛应用于大规模、复杂系统设计中，尽管FPGA资源丰富，但是在大型系统中，单片FPGA资源远远不能满足一般设计应用的要求，或者说单颗顶配的FPGA可以满足资源相关需求，但是价格极高，对于成本敏感的企业，选择顶配FPGA并不是首选方案，因此多片FPGA集成使用成为了实用方案。多片FPGA级联使用，即将多个FPGA当做一个FPGA来用，今天来分享下把多个FPGA当做一个FPGA来用的硬件架构。

2.系统原理框图

多片FPGA级联设计原理框图如下：主要采用一片BPI Flash芯片配置多片FPGA，BPI Flash中存储了这些FPGA的配置程序。FPGA1为主FPGA，其余为从FPGA。FPGA与FPGA之间通过并行数据线连接，一般都是高速并行接口；BPI Flash和JTAG均与主FPGA连接，主FPGA配置方式为Master BPI模式；其余FPGA配置电路采用菊花链的连接方式，配置方式为Slave SelectMAP模式。

3.多片FPGA配置连接方式

多片FPGA的级联设计，配置连接方式如下图，主FPGA配置方式为Master BPI模式，M[2:0]=010；其余FPGA配置方式为Slave SelectMAP模式，M[2:0]=110，配置电路采用菊花链的连接方式。此种配置方案，仅仅通过一个JATG接口一次烧录即可完成多个FPGA的程序下载。烧录配置程序是由多个fpga的bit流文件生成的mcs文件。

具体Master BPI与Slave SelectMAP的详细连接电路，请参考xilinx ug470文档。

本文的技术内容主要基于Xilinx的相关资料。