原创 【博客大赛】【MAX10评测】（四）配置I -- 单映像

         一般FPGA属于易失性芯片，类似于RAM，芯片上的数据和程序在掉电后不会保留，上电后程序需要从外部非易失性芯片加载，如EPCS系列芯片，也可以通过FPGA上JTAG接口或者串行接口写入。

         ▲而MAX 10系列FPGA的配置则很灵活，因其芯片内嵌配置闪存模块CFM（Configuration Flash Memory），可用于存放程序映象。如上图所示。MAX 10系列FPGA的配置过程在内部进行，首先通过JTAG将配置数据写入到CFM中，然后内部配置过程自动从CFM加载配置数据至MAX 10的配置内存CRAM（Configuration RAM）。

         深入CFM内部，可分为3个扇区：CFM0，CFM1和C***。如下表，MAX 10内部配置可分为5种模式，分别对应对2个扇区的不同使用情况：

         上表中内部配置共有5种模式：

1）  Dual Compressed Image：双压缩映像

2）  Single Uncompressed Image：单未压缩映像

3）  Single Uncompressed Image with Memory Initialization：单未压缩映像带内存初始化数据

4）  Single Compressed Image with Memory Initialization：单压缩映像带内存初始化数据

5）  Single Compressed Image：单压缩映像

         其中第1，2，5种模式，3个CFM扇区都用于存放映像；而第3，4种模式，未使用的扇区，主要是CFM1和C***，可配置成用户闪存模块UFM（User Flash Memory）。

         ▼在QuartusII 14.1中，可设置内部配置的模式，以生成对应的映像文件：

●  打开Device and Pin Options --> Configuration；

●  Configuration scheme选择Internal Configuration；

● Configuration mode中选择5种模式中的1种；

         可以发现，内部配置模式有一种是Dual Compressed Image，即在CFM中可以存放两个压缩映像，也就是说MAX 10 FPGA支持双启动模式Dual Boot。

         下面通过实例演示下MAX 10 FPGA的配置：

----------------------------------- 单映像配置 -----------------------------------

         QuartusII 14.1默认配置就是Single Uncompressed Image（912Kbits UFM），因此无需另外设置内部配置模式。

         在LED_FLASH工程的基础上修改了下，将LED的功能由闪烁效果改成呼吸灯的效果：▼新建呼吸灯版本，不同的版本可以在源代码相同的情况下选择不同的工程设置。

▼修改顶层源码：例化了呼吸灯模块BreathLeds；加粗部分代码，根据宏BREATH_EN选择LED的输出

module LED_Flash_all(

    input clk,

    output LED1,

    output LED2,

    output LED3,

    output LED4,

    output LED5

    );

…… (此处省略N行代码)     

     // Breath Led  

    wire bled;

    BreathLeds breathleds_u(

      .clk(clk),

      .rst(1'b0),

      .led(bled)

       );                 

`ifdef BREATH_EN      

         assign LED1 = bled;

         assign LED2 = bled;

         assign LED3 = bled;

         assign LED4 = bled;

         assign LED5 = bled;

`else

         assign LED1 = dec_cntr ;

         assign LED2 = dec_cntr ;

         assign LED3 = dec_cntr ;

         assign LED4 = dec_cntr ;

         assign LED5 = dec_cntr ;

`endif

endmodule

▼只在LED_BREATH版本中加入宏：Settings-->Compiler Settings-->Verilog HDL Input设置中，添加Verilog HDL macro：BREATH_EN。这种方法的好处就是无需在Verilog HDL源码中定义宏

         工程编译后默认只生成.sof文件，内部配置所需的.pof文件手动从.sof文件转换得到

▼打开File -->Convert Programming Files…

▼sof --> pof 转换

         1. Mode 选择为 Internal Configuration

         2.设置Options/Boot info…

         3.输入pof文件名

         4.勾选Create Memory Map File项，.map包含CFM和UFM地址，其中含有通过Option/Boot Info选项而进行的ICB设置。

         5.选择sof文件

         6.点击Generate生成pof文件

▼按以上步骤生成pof文件完成

▼通过Programmer下载pof，在Program/Configure勾选CFM扇区，由于当前内部配置模式为Single Uncompressed Image，三个扇区都需要使用

▼点击Start开始下载

▼下载完成

▼演示视频

         预告：下篇“配置II”将介绍双映像的配置过程