在操作系統(tǒng)中，BootLoader在內(nèi)核運(yùn)行之前先啟動，可以初始化硬件設(shè)備、建立內(nèi)存空間映射圖，從而按照設(shè)定啟動軟硬件環(huán)境，使之工作在預(yù)期狀態(tài)。

　　其實(shí)FPGA也是如此，在上電之后，需要有邏輯去FLASH讀取數(shù)據(jù)，然后配置FPGA，使得可以正常運(yùn)行我們設(shè)計的代碼。

　　FPGA FLASH的固化，可以使用AS模式，也可以采用JTAG以bridge的方式去固化。但是，提倡經(jīng)濟(jì)低碳的我們，為了環(huán)保與體積，非得使用一個JTAG的方式，既可以實(shí)現(xiàn)在線下載與Debug，也可以通過橋接完成FLASH的固化。

　　不管是Altera還是Xilinx，都支持通過JTAG橋接方式對FLASH的燒錄，以Altera為例，采用Quartus將sof轉(zhuǎn)成jic后，直接用JTAG燒錄FLASH。由于FLASH固化在上電測試或者最終產(chǎn)品化的時候采用，因此雖然麻煩點(diǎn)，但考慮到經(jīng)濟(jì)效益，也可以忍。其GUI界面如下：

　　那么，骨骼精奇的易靈思，也是這樣的嗎？如果這樣就沒有下文了。。。

　　1.1.易靈思FPGA通過JTAG固化Flash的方法

　　易靈思的工具鏈神奇的將這一步到位的操作，分成了獨(dú)特的2步，請見下文分解。

　　1）首先，通過JTAG下載一個FLASH橋接的固件（bit文件），如下圖所示：

　　2）接著，選擇當(dāng)前設(shè)計的hex文件，并且選擇使用JTAG橋接下載flash，點(diǎn)擊開始將數(shù)據(jù)送給1）中spi_flash_loader的固件，然后它接收數(shù)據(jù)后寫入到片外FLASH中。

　　備注：這里軟件默認(rèn)會自動完成擦除以及寫入新的固件。

　　3）CRESET_N復(fù)位或者重新上電后，F(xiàn)PGA會重新從FLASH讀取數(shù)據(jù)并且完成新的配置，最后FPGA按照最新的設(shè)計進(jìn)行工作。

　　那么，問題來了，跟Quartus II相比，這里多了spi_flash_loader的bit，這個bit官方并沒有直接提供給我們，初來乍到的小伙伴也就懵逼了。

　　然而現(xiàn)狀就是：易靈思目前需要針對不同的FPGA硬件，需要自己制作FPGA的SPI_Flash_Loader啟動文件，具體流程如下：

　　1.2.易靈思FPGA 制作FLASH橋接文件

　　整體流程：配置spi_flash_loader的IP，生成的example，然后修改相關(guān)引腳配置，具體如下：

　　1）打開Efinity軟件，選中JTAG SPI FLASH Loader，如下圖

　　2）輸入IP名稱jtag_spi_flash_loader，參數(shù)默認(rèn)保持不變

　　3）選擇需要生成的Demo，不同系列FPGA不一樣，Generate

　　這里特別注意，前面1）中非得打開一個（任意的）工程，否則無法給你生成這個IP

　　4）回到當(dāng)前工程的文件目錄，在ip文件夾下會找到j(luò)tag_spi_flash_loader的example，如下所示：

　　5）這里以T35為例，我們修改一下相關(guān)文件名，如下：

　　6）然后用Efinify軟件打開工程文件：jtag_spi_flash_loader.xml

　　7）刪除*T20.sdc，替換為上圖的*T35.sdc

　　8）File→Edit Project，在Device中將FPGA型號修改為T35F324

　　9）默認(rèn)選擇Update Existing Design，干掉Backup

　　確認(rèn)后完成并報錯，時鐘不可避免地需要重新配置，如下圖：

　　10）點(diǎn)擊Finish打開Interafce，我們首先進(jìn)行時鐘rstn引腳的修改，如下：

　　備注：這里FLASH IO剛好和T20是一樣的，但是CRESET_N不一樣。

　　11）由于我設(shè)計的T35F324開發(fā)板使用的是12MHz的晶振，因此對PLL的輸入及位置修改如下：

　　12）Check Design，0W0E后，然后生成約束文件

　　13）回到Efinity界面，采用template中的sdc模板（主要是時鐘變了，12M PLL輸入只能出來48M，出不來50M（這PLL有點(diǎn)弱））

　　14）Dashboard中點(diǎn)擊啟動編譯流程，軟件將自動跑完新的bit。

　　至此，基于我設(shè)計的T35F324開發(fā)板（12M時鐘）的JTAG SPI_FLASH_Loader鏡像，制作完成。如果你用了同一個系列的FPGA，基本上只需要在Interface修改引腳及時鐘就可以完成新硬件的FLASH Loader的制作。

　　1.3.所以為啥不能得更好呢？？

　　我不得不繼續(xù)深入探討一個問題：為什么Altera FPGA不用那么麻煩？

　　既然FPGA上電后自己會從FLASH中引導(dǎo)程序，那么說明FPGA內(nèi)部一定有時鐘源。查詢Altera的相關(guān)手冊，得知Cyclone IV系列FPGA內(nèi)部有40MHz的時鐘源：

　　同時在Quartus II也把這部分功能開放給用戶用了，可在IP列表中找到，如下：

　　備注：這里又說了最大80MHz，且不去深究了。

　　于是我又去研究了Efinity的手冊，我也找到了肯定的答案，如下所示T與Ti系列FPGA的內(nèi)部時鐘源：

　　另外，T35軟件沒有開放內(nèi)部osc給用戶，Ti60開放內(nèi)部osc了，如下（Interface中）：

　　那么我們必須要檢討，你既然有內(nèi)部時鐘，同時確定了型號工具相關(guān)的IO分配，那為啥這部分功能就不能做到工具鏈里面去呢？有完美強(qiáng)迫癥的我再也無法入睡。。。

　　問了FAE，也沒能給出更好的答案，這讓初學(xué)者內(nèi)心受到了N點(diǎn)的傷害。只能說，我又看到了進(jìn)步空間。，呼吁原廠，在未來軟件版本的release中，盡快將jtag spi_flash_loader的功能，包含到軟件中去。

　　我們向往更好的明天。。。

　　最后，給個圖，在我自研的T35F324開發(fā)板上，下載前面jtag spi_flash_loader.bit后，再下載流水燈的hex文件，8個LED歡快地跑了起來。

　　如果有些地方我理解的不對，也歡迎在評論區(qū)使勁的懟我，謝謝??！

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　電子技術(shù)應(yīng)用專欄作家

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