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FPGA 外接 5 个 FLASH

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 楼主| 发表于 2024-8-2 18:13 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |正序浏览 |阅读模式

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本帖最后由 超級狗 于 2024-8-6 23:38 编辑 # |' b- ]6 [0 C" f
/ C. O  j- D9 ?4 p( y2 p: Y% ?
今天发现别人的板子上有个很新奇的设计,FPGA外接了5个FLASH(不是配置程序用吗,板子背面有个单独的配置flash),不知道这么设计的意图是什么,有懂的朋友可以分享讨论下。FPGA型号是spatran6,flash型号25q128jvsq(QSPI接口) $ N9 i/ y+ f  p" a. Z4 `. a9 |

Winbond W25Q128JV.pdf

2.4 MB, 下载次数: 0, 下载积分: 威望 -5

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我不能是一個 I2C 或 SPI Mux 的 FPGA 設計嗎?^oo^  发表于 2024-8-2 18:51
谢谢分享!: 5
你得先講這板子的功用,不然就會是元宵節燈謎了!>_<|||  发表于 2024-8-2 18:48

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参与人数 1威望 +5 收起 理由
超級狗 + 5 元宵節燈謎出題獎勵!

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15#
发表于 2024-8-15 13:58 | 只看该作者
有啥奇怪的吗,顺便混个回复

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13#
发表于 2024-8-15 11:12 | 只看该作者
本帖最后由 超級狗 于 2024-8-15 11:40 编辑
! q. m) l+ {: @6 h7 E
cwfang2013 发表于 2024-8-15 09:05
9 P, m% {: F1 o4 s. N版主,这两天忙着设计板子,没空看帖子。您的观点也是对的,但是实际用的时候不是这样用的。产品最终使用 ...
+ R5 M8 e) ^' p2 U$ {
PCIe PHY 的介面 8 bit 是送、收分開,這個我找了 NXP PCIe PHY PX1011B Datasheet 參考過。
8 s% m; |- T( A2 x. t* u# |" \+ u0 [8 D; l0 X+ U; |0 c9 x$ ^

NXP PX1011B Block Diagram.jpg (57.5 KB, 下载次数: 9)

NXP PX1011B Block Diagram.jpg

NXP PX1011B.pdf

329.24 KB, 下载次数: 0, 下载积分: 威望 -5

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12#
 楼主| 发表于 2024-8-15 09:05 | 只看该作者
超級狗 发表于 2024-8-7 11:30" W3 {1 ?2 r: e: X# R2 `1 L
樓主:
! @* F$ K& i0 }5 y關於您的元宵節燈謎,我看了一晚的原理圖,似乎有那麼一點感覺了。
. V! v  F0 ]0 Y- g" b
版主,这两天忙着设计板子,没空看帖子。您的观点也是对的,但是实际用的时候不是这样用的。产品最终使用中,PCIE是没有用的,用的是万兆电口和X86主板通信,程序升级都是通过万兆网完成的。实际的X310原理图中关于PCIE PHY不是开源的,但是我通过我们FPGA程序里的引脚分配能看出来,PCIE PHY芯片占用了很多管脚,它是并行转串行的一个芯片。它的设计意图其实一直捉摸不透,K7 FPGA是自带PCIE核的,完全可以通过GX(高速接口)直接接PCIE,而不是并行转串行,省出来的IO完全够接把并行FLASH接在FPGA上。
  • TA的每日心情
    开心
    2023-11-17 15:11
  • 签到天数: 3 天

    [LV.2]偶尔看看I

    11#
    发表于 2024-8-8 15:53 | 只看该作者
    版主厉害,分析得完美

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    参与人数 1威望 +5 收起 理由
    超級狗 + 5 因為不會有解答,只能說是合理的推測!

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    10#
    发表于 2024-8-7 11:30 | 只看该作者
    本帖最后由 超級狗 于 2024-8-10 11:04 编辑 0 o% k- _- G# \) v! @0 }2 P
    cwfang2013 发表于 2024-8-6 16:24
      o! k1 Z. I" [6 A. B狗版主说的没问题,这5个FLASH就是用来预存K7的逻辑。等K7工作的时候通过SPANTAN6 FPGA把5个FLASH里面的 ...
    , s: v7 o) s" U1 m
    樓主:3 R/ z! u8 C8 ~# i0 J' y
    關於您的元宵節燈謎,我看了一晚的原理圖,似乎有那麼一點感覺了。% L* \6 ~1 R6 \7 U6 X

    1 M, I* ]% H- ?/ T& Z9 ^6 k您說這板子是仿 USRP X310 的設計,在沒有更多資訊的狀況下,我們就姑且當它和 USRP X310 的架構相同。
    # P5 @( {' d: G3 W- `" x
    8 K" d( w, w4 T# o- G系統架構分析; q, `% ^( S5 u4 G- c
    從方塊圖來看,系統似乎被設計為類 x86 PC 的架構。系統開機後,從 PCIe 硬碟SSD)將軟件載入到 DRAM 中執行。為什麼要這樣做?這個問題和你的疑問,「為什麼閃存不直接掛到 Kintex-7 上?」有那麼點關係。而想要再多放一個 SSD 上去,則會受限於 PCIe PHY 的能力,也許它就只支援兩個插槽Slot)系統都給用掉了。
    0 C- P( u% [% `2 x6 e, i" G+ d( \: m$ ]0 ^, v* ]. ^% U7 o
    為什麼閃存不直接掛到 Kintex-7 上?5 K1 ]* W3 v3 Y; Y1 O
    • QSPI Serial Flash Winbond 25Q128JVSQ 一顆的容量有 16MB,五顆構成的更新緩衝區Buffer),總共有 16MB x 5 = 80MB。如果要用 Parallel Flash 你可以算一下,16 bit Data + 128MB 的定址線Address)+ Read / Write + Chip Select 總共需要多少個 FPGA I/O。Kintex-7 已經沒剩下那麼多管腳讓你用了。
    • 玩過 FPGA 的人都知道,高速訊號設計時最好都放在同一個或相鄰的 Bank,延遲Delay)才能降到最低。Kintex-7 沒有多餘的 Bank 能用了,即便從各個 Bank 東拼西湊挪出足夠的管腳,也無法滿足前述延遲Delay)的要求。
    • Kintex-7 內部還剩下多少的 Gate Count,讓我們能設計出這樣的電路,又是另一個問題。
    • QSPI Controller 設計上所需要的訊號較少,耗用 FPGA 的 Gate Count 也相對少。在能擠進現有 Kintex-7 內部的前提下,可能是一個較好的折衷方案。8 A5 g6 v4 O" r8 u! }
    % N( w  v, S% B0 G6 Z5 ?) M
    綜合上述小弟的豬腦推論,這可能就是您要的答案了!
    . `* i1 u: J, V5 m7 C2 v/ m% b6 w% q3 i& w2 R
    # u: d5 z7 y% y5 e  B
    * y9 b$ D  d" M! B4 ?+ }

    7 q( u; O9 g! u! w; y4 h& w4 q1 b

    点评

    版主,这两天忙着设计板子,没空看帖子。您的观点也是对的,但是实际用的时候不是这样用的。产品最终使用中,PCIE是没有用的,用的是万兆电口和X86主板通信,程序升级都是通过万兆网完成的。实际的X310原理图中关于P  详情 回复 发表于 2024-8-15 09:05

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    9#
    发表于 2024-8-6 22:59 | 只看该作者
    AMD 自從收購 Xilinx 之後,兩種產品有 K7 這個代號。
    • AMD Athlon 系列處理器代號是 K7
    • Xilinx Kintex-7 系列 FPGA 代號也叫 K7
      ; h+ U. w, @# [9 i( k+ C0 L
    ! V" p0 s% S4 Y! |+ t7 d( B' d0 \# X# T
    在還沒看到原理圖之前,我是被你弄得暈頭轉向。
      Y8 F% q5 K1 @2 W  [5 A/ \* ]4 ^: e4 q8 r
    9 B' m& ^$ ?' d( L; c2 B/ O3 r! n. j+ K

    2 B) r- E9 a, U& B: C1 z! X+ m* d; ]2 j6 a
    8 @5 o' G0 [* c% U4 _1 ^
    7 ?/ L! l, ?/ i  N
    0 S* u3 B. m* J, u  ^7 b

    该用户从未签到

    8#
    发表于 2024-8-6 21:21 | 只看该作者
    cwfang2013 发表于 2024-8-6 16:24
    # H: {' e1 l4 r+ w3 M3 D& f) Z狗版主说的没问题,这5个FLASH就是用来预存K7的逻辑。等K7工作的时候通过SPANTAN6 FPGA把5个FLASH里面的 ...

    * o( o$ s& |/ }% ?1 W少了幾張關鍵的原理圖,但是方塊圖還是能參考。8 F) G; v% i4 {2 P

    ; H5 L" C( m6 Y* {+ k9 `$ {% _' E+ R0 n
    - X/ I% Z. P% A: ]# ~, h

    - g( G6 w( L$ O; @# o; C: `7 p, b

    USRP X3X0 Block Diagram.jpg (74.34 KB, 下载次数: 14)

    USRP X3X0 Block Diagram.jpg

    USRP x3xx.pdf

    1.7 MB, 下载次数: 0, 下载积分: 威望 -5

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    7#
     楼主| 发表于 2024-8-6 16:24 | 只看该作者
    超級狗 发表于 2024-8-5 23:13
  • 一般的閃存不支援邊寫邊讀(執行),所以需要緩衝區(Buffer)把待更新的軟件先預存起來,等整顆閃 ...

  • 6 }" R( D# Q" d; V, W) L, Z狗版主说的没问题,这5个FLASH就是用来预存K7的逻辑。等K7工作的时候通过SPANTAN6 FPGA把5个FLASH里面的程序加载出来。这几个芯片之间的逻辑关系没问题,有个疑问点是SPANTAN6为什么不直接接一个并行的Flash,非要挂5个QSPI接口的FLASH
    . e5 b( K- X3 T& K6 x

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    谢谢分享!: 5.0
    樓主:關於您的元宵節燈謎,我看了一晚的原理圖,似乎有那麼一點感覺了。 您說這板子是仿 USRP X310 的設計,在沒有更多資訊的狀況下,我們就姑且當它和 USRP X310 的架構相同。 系統架構分析 從方塊圖來看,  详情 回复 发表于 2024-8-7 11:30
    谢谢分享!: 5
    有 PCIe PHY 和 Parallel Flash 的型號否?從方塊圖來看,如果 Parallel Flash 是掛在 PCIe 底下,感覺是以 SSD 的型態存在系統中。^_^  发表于 2024-8-6 22:50
    少了幾張關鍵的原理圖,但是方塊圖還是能參考。  详情 回复 发表于 2024-8-6 21:21

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    6#
    发表于 2024-8-6 00:02 | 只看该作者
    本帖最后由 超級狗 于 2024-8-6 00:06 编辑
    : ~" U$ a' [; T4 ~& W1 K4 c  S
    啊哈~原來都是人家提供的參考設計Reference Design)!# ~7 l4 |- ]4 s' F

    ) S0 a6 D7 ?6 ]6 k6 \/ H, M
    How to use QSPI Flash on Kintex7- r  ?4 @" y' g/ B: x# `; H+ c

    3 l# E$ z* r! O* ?! |# A) bHow to use QSPI Flash on Kintex7 (xilinx.com)
    3 r  ^: y8 o1 r/ Y. t
    4 x0 P6 N  {! z

    6 x2 C. F9 p# ]$ {

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    5#
    发表于 2024-8-5 23:13 | 只看该作者
    本帖最后由 超級狗 于 2024-8-5 23:58 编辑
    4 q6 X: y& |; H8 [& K
    cwfang2013 发表于 2024-8-5 15:01+ n4 Q" R/ {/ \9 a, P
    不是这样的,本身spatran6和K7都有自己单独的FLASH,这5个FLASH是额外接在spatran6上的,我 ...

    ; F9 \# H+ h0 j0 J/ ~' ]
    • 一般的閃存不支援邊寫邊執行),所以需要緩衝區Buffer)把待更新的軟件先預存起來,等整顆閃存抹除後再逐一寫入。
    • 軟件有多大、就需要有多大的緩衝區Buffer),要接 5 顆閃存表示軟件的容量不小。
    • 閃存為什麼不直接接 K7 上面?我猜為了讀寫速度,這 5 顆應該都是支援 QSPI 的 Serial Flash(你自己也說是 QSPI Serial Flash 沒錯),通常 MCU 或 CPU 上的 QSPI 接口只有一組,你得想辦法變成 5 組,才有辦法接 5 顆 QSPI Serial Flash。
    • 或者說 K7 根本沒有 QSPI 接口,需要 FPGA 來擴展出 QSPI 接口。(AMD K7 沒有 QSPI 介面吧?)
    • 僅為推測,如果你無法得知動作原理,大家就只能猜。但你若得知動作原理,自然也不必來問我們了。早說過,這題是元宵節燈謎,你覺得誰掰得有道理,就信誰吧!
      / J7 g8 L- g/ Q. Y0 X

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    ( F6 l$ B1 A1 b# u) K/ z2 C" j7 I# P7 ^  _/ c. q
      O4 S$ C3 H/ O& {* c

    点评

    狗版主说的没问题,这5个FLASH就是用来预存K7的逻辑。等K7工作的时候通过SPANTAN6 FPGA把5个FLASH里面的程序加载出来。这几个芯片之间的逻辑关系没问题,有个疑问点是SPANTAN6为什么不直接接一个并行的Flash,非要挂  详情 回复 发表于 2024-8-6 16:24

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    4#
     楼主| 发表于 2024-8-5 15:01 | 只看该作者
    myiccdream 发表于 2024-8-5 11:04
    - q' D* a4 K; }& A" n' U* v9 [既然是猜想,那就随意发挥,
    ' b( {* a  {) s: \1 k! n# G你提到了这里面由一个spatran6, 一个K7 , 这2个人家一人挂2个Flash 可以 ...
    $ d2 k) J6 N4 _3 A7 q8 u
    不是这样的,本身spatran6和K7都有自己单独的FLASH,这5个FLASH是额外接在spatran6上的,我只知道是用来远程升级K7的程序用的,至于为啥这样用,我没想明白。
    ; l1 ?/ F* d3 e( @2 G9 J4 G

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    軟件有多大就需要有多大的緩衝區(Buffer)。 一般的閃存不支原邊寫邊讀(執行),  详情 回复 发表于 2024-8-5 23:13

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    3#
    发表于 2024-8-5 11:04 | 只看该作者
    cwfang2013 发表于 2024-8-5 08:58  S3 w$ Z# \; F1 [8 [
    这个板子是仿的官方的 USRP X310的板子。板子我只截图了一部分,spatran6对外接的是一个串口,对内接的是K7 ...

    : C" M7 C; I1 B4 o+ P8 v; Q: m既然是猜想,那就随意发挥,6 r: R# `. H. L: v7 ^3 B9 u
    你提到了这里面由一个spatran6, 一个K7 , 这2个人家一人挂2个Flash 可以吧?
    " v2 U8 U# x5 O' |, n另外,单板的IP,其他的各种参数文件这些不能因为你升级就擦掉吧,那在用一个flash 不就很合理
    ' o3 K" U! `! o: N2+2+1 =5?! _! S2 R) j; T! L2 @- [

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    不是这样的,本身spatran6和K7都有自己单独的FLASH,这5个FLASH是额外接在[/backcolor]spatran6上的,我只知道是用来远程升级K7的程序用的,至于为啥这样用,我没想明白。[/backcolor]  详情 回复 发表于 2024-8-5 15:01

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    2#
     楼主| 发表于 2024-8-5 08:58 | 只看该作者
    这个板子是仿的官方的 USRP X310的板子。板子我只截图了一部分,spatran6对外接的是一个串口,对内接的是K7的FPGA。可以通过串口实现对K7芯片的远程更新。我理解的是程序先通过串口固化到spatran6外接的那几个FLASH里,然后启动的时候,K7通过spatran6再加载程序。这样估计很多人要问了,为什么不直接把串口连接到K7上,这样岂不是更方便。当时我也是这样想的,但是为了兼容官方的远程升级文件,而官方的远程升级文件里是不带串口这部分功能的(官方是通过万兆网升级的)。所以只能通过spatran6来实现这个功能。我就是不明白为啥要用5个串行的FLASH

    点评

    既然是猜想,那就随意发挥, 你提到了这里面由一个spatran6, 一个K7 , 这2个人家一人挂2个Flash 可以吧?[/backcolor] 另外,单板的IP,其他的各种参数文件这些不能因为你升级就擦掉吧,那在用一个flash 不就很  详情 回复 发表于 2024-8-5 11:04

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    1#
    发表于 2024-8-4 20:38 | 只看该作者
    可能四个是功能性的,反正fpga里面的逻辑可以自己编辑
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