Xilinx FPGA 从spi flash启动配置数据时的地址问题

oponi

FPGA上电（Master）
* \; c/ f( L$ H. ~fpga 上电时，默认是从 flash 的 0x00 地址开始读数据。如 UG470 文档 page144 描述


* Q) I, s. w1 {& gfpga 会从 0 开始读，地址不断自增，直到读取到有效的同步字 sync word(0xAA995566),才认为接下来的内容是一个有效的 bin 文件内容的开始。读到有效 sync word 后不会再继续读搜寻其他的 bin 文件。如 UG470 文档 page81 描述：

6 U. s1 w9 N/ v5 D7 `: G9 V& p
几种情况
6 O: E! u& d8 }* j- \7 w1 k只有一个 bit 文件，使用如下命令将该 bit 文件写出转换为 mcs 文件，并烧入 spi flash 中。
/ f6 b/ E8 B5 V" \: l5 O+ E8 \8 I7 \
write_cfgmem -format mcs -inteRFace spix4 -size 8 -loadbit {up
0x400000 ./soc_top.bit} -file soc_top_0x400000.mcs -force
2 w- B! j8 R6 c- Y* n; e该 bit 文件在 flash 中存放的起始地址是 0x400000 ，上电 fpga 能正常启动，因为前部分的地址 0x000000-0x400000 之间都是无效数据， fpga 从 0x000000 地址开始读，没有有效的 sync word ，读地址不断增加，直到 0x400000 地址才会读到同步字，然后就能正常的从 0x400000 开始配置。

有两个 bit 文件，使用该命令转换为一个 mcs 文件
1 B8 k. d8 I1 Z+ V
write_cfgmem -format mcs -interface spix4 -size 8 -loadbit {up 0x000000 ./design1.bit
* p3 {) ?5 B. Y0 e: aup 0x400000 ./design2.bit} -file mixed.mcs -force
第一个 bit 文件放在 0x000000 地址，第二个放在 0x400000 地址，烧写 flash ，上电后 fpga 从 deign1.bit
7 h. X4 @! p$ |8 d启动，因为第一个 bit 在前面， fpga 上电后从 0x000000 地址开始读，会先读到 deign1.bit ，然后成功地从deign1.bit 初始化。
: e8 J% ?8 i# q+ a' L# |
若把 mcs 文件中关于 deign1.bit 的 FDRI data 的内容手动改为其他值，使得配置的时候会出现 CRC 校验错误， deign2.bit 相关的内容不变，烧写进flash,上电， FPGA 无法正常配置数据，既不会从deign1.bit启动，也不能从deign2.bit 启动，这是因为第一个bit在前面， fpga 上电后从 0x000000 地址开始读，会先读到 deign1.bit ，然后从 deign1.bit 开始初始化，但是会发生CRC错误，然后又fallback 回 0 地址读，依然是读到 design1.bit 的数据，还是 CRC 错误，最后发生配置失败。
* H1 L9 K0 @/ O6 [2 J) B
若只把 mcs 文件中关于 deign1.bit 的 sync word 的内容手动改为其他值，比如 0xAA997866 ，deign2.bit 相关的内容不变，烧写进 flash 上电， FPGA 成功从 deign2.bit 启动。这是因为第一个 bit 在前面， fpga 上电后从0x000000 地址开始读，读到 deign1.bit 的 sync word 为 0xAA997866 时，发现不是有效的 sync word ，不会判断接下来的内容是属于一个有效的配置文件，于是继续自增地址往上读，直到读到 0x400000 地址后面，成功读到 design2.bit 的 sync word ，发现有效，然后从 deign2.bit 开始初始化。这样就跳过了前面 deign1.bit 的内容。

bitstream 约束
对bit流进行压缩
& X- ^- p& v4 G
2 i' _. {9 l2 e% i: S8 `# H- ?set_property BITSTREAM.GENERAL.COMPRESS TRUE [current_design]
打开看门狗功能
/ n% Y7 i% h4 L6 K
* B* p; Q9 J2 m) ]6 yset_property BITSTREAM.CONFIG.CONFIGFALLBACK ENABLE [current_design]
3 A$ T# P$ n  r: v: U如果加载 Update_Image 配置文件失败后，没有返回加载 Golden_Image ，则会根据指定的时间启动看门狗，强制返回加载 Golden_Image 。
* ]: j$ w* G9 _9 [! a. x
- f: ^3 I0 c% @7 y生成 bit 文件的头部添加 IPROG 命令和设置 WBSTAR 的命令

set_property BITSTREAM.CONFIG.NEXT_CONFIG_ADDR 0x0400000 [current_design]
配置时执行到 IPROG 命令后，会直接跳转到指定的地址中继续执行配置。可用于 Golden_Image 中设置为跳转到 Update_Image 启动。其实加不加这个约束，生成的bit流中的头部，都会有 IPROG 和设置 WBSTAR 的相关命令的占位空间，只是不加该约束时， IPROG 的位置会由 000000 替代， NOP 指令，只是空的占位符；而写 WBSTAR 寄存器的指令依然存在，但是写 WBSTAR 的值却是 0 。
- }- z9 j' ?+ B7 ^

cyberbot8

fpga 会从 0 开始读，地址不断自增，直到读取到有效的同步字 sync word(0xAA995566),才认为接下来的内容是一个有效的 bin 文件内容的开始。读到有效 sync word 后不会再继续读搜寻其他的 bin 文件
& J0 w9 F2 @9 I! U) e

Jame33

其实加不加这个约束，生成的bit流中的头部，都会有 IPROG 和设置 WBSTAR 的相关命令的占位空间，只是不加该约束时， IPROG 的位置会由 000000 替代， NOP 指令，只是空的占位符；而写 WBSTAR 寄存器的指令依然存在，但是写 WBSTAR 的值却是 0

芦根苏木

生成 bit 文件的头部添加 IPROG 命令和设置 WBSTAR 的命令