サンマックス・テクノロジーズ株式会社

FPGAプログラムの書き込み

はじめに

フラッシュへビットストリームを書き込む方法がいくつかあります。

ここでは特にEfinixの推奨である “SPI Active using JTAG Bridge” について紹介したいと思います。

SPI Active

SPIインタフェースを利用してボード上のSPIフラッシュへ直接書き込みます
.hexのビットストリームを利用します
書き込みにはプログラミングケーブルが必要です

SPI Active using JTAG Bridge

JTAGインタフェースを利用してボード上のSPIフラッシュへFPGAを介して書き込みます
.hex と .bit のビットストリームを利用します
書き込みにはJTAGに加え、FPGAはJTAGでSPIを操作するIPコアを利用する必要があります

SPI Active using JTAG Bridge

このモードはJTAGがFPGAを介してコマンドを送信、SPIフラッシュへ書き込みを行います。

“SPI Active”に比べると、SPIヘッダを使わないためボードのスペースを省略できるメリットがありますが、書き込み手順が2ステップとやや複雑です。

JTAGを使い”.bit”のビットストリームをコンフィグ
・ビットストリームは JTAG SPI Flash Loader のIPが入ったもの
・IPはJTAG-SPIのブリッジ機能、コンフィグしてFPGAでブリッジ機能が動作する状態にする
JTAGからFPGAへ”.hex”を転送、FPGAはSPIインタフェースを操作して書き込み
・ビットストリームはユーザーデザインで、フラッシュへ書き込みたいイメージ
以上で書き込み完了、後は再起動またはリコンフィグでフラッシュから読み込んで起動

書き込み手順(Efinity Programmer)

ボードとJTAGを接続
ボードの電源を入れる
Efinity Programmerを起動
書き込み設定を行い”Start Program”で書き込み
・Programming Mode を “SPI Active using JTAG Bridge” に設定
以上で書き込みは終了です

書き込み手順(コマンドライン)

ボードとJTAGを接続
ボードの電源を入れる
コマンドプロンプトを起動して、Efinityの環境変数を読み込み
JTAGで .bit をコンフィグ
JTAGからSPIフラッシュへ .hex を書き込み

set MY_BITSTREAM=”C:\Efinity\2022.1\project\tutorial\T20EvalBoard\outflow\counter.hex”
set JTAG_BITSTREAM=”C:\Efinity\2022.2\project\work\t20flashloader\outflow\t20flashloader.bit”
cd C:\Efinity\2022.2
.\bin\setup.bat
%EFINITY_HOME%\bin\python3 %EFINITY_HOME%\pgm\bin\efx_pgm\ftdi_program.py %JTAG_BITSTREAM% -m jtag
%EFINITY_HOME%\bin\python3 %EFINITY_HOME%\pgm\bin\efx_pgm\ftdi_program.py %MY_BITSTREAM% -m jtag_bridge