嵌入式系统中FPGA的被动串行配置方式
摘要：介绍一种在嵌放式系统中使用微处理器被动串行配置方式实现对FPGA配置的方案，将系统程序及配置文件存在系统Flash中，利用微处理器的I/O口产生配置时序，省去配置器件；讨论FPGA的各种配置方式及各种配置文件的使用；详述被动串行配置的时序及在嵌入式系统中实现的软硬件设计；说明本方案的优越性及应用前景。关键词：嵌入式系统 ARM7TDMI S3C44B0X FPGA 被动串行配置
随着信息时代的到来，嵌入式系统成为继IT网络技术之后又一个新的技术发展方向。嵌入式系统以其功能强、体积小、功耗低、可靠性高以及面向行业应用的突出特征，广泛应用于各个领域。
现场可编程门阵列FPGA（Field Programmable Gate Array）是一种高密度可编程逻辑器件，其逻辑功能的实现是通过把设计生成的数据文件配置进芯片内部的静态配置数据存储器（SRAM）来完成的，具有可重复编程性，可以灵活实现各种逻辑功能。FPGA的这种特性使其在现代电子系统设计中得到了广泛应用。基于SRAM工艺的FPGA是易失性的，系统掉电以后其内部配置数据将丢失，因此需要外接ROM保存其配置数据。FPGA的配置是有时序要求的，如果FPGA本身不能控制配置时序，就需要有外部配置器件来进行时序控制。以Altera公司的系列FPGA为例，其本身不能控制配置时序，就有专用的EPC系列配置器件供其使用。在含有微处理器（MPU或MCU）的系统中（如嵌入式系统），可以使用微处理器产生配置时序，将保存在系统RO风吹草动的配置数据置入FPGA。与前面一种方案相比，该方案不仅节省了成本，更缩小了系统体积。在对成本和体积敏感的系统中，该方案非常适用。
在某手持式通信设备的设计中，使用了嵌入式系统和FPGA完成了系统功能。嵌入式微处理器采用Samsung公司的ARM7TDMI系列处理器S3C44B0X；FPGA采用Alrera公司的APEX 20K系列EP20K200E，使用S3C44B0X完成了对EP20K200E的配置，取得了良好效果。本文对其实现方法予以介绍。
1 ARM嵌入式处理器S3C4480X简介
S3C44B0X是Samsung公司专为手持设备和一般应用而设计的高性价比和高性能的嵌入式处理器。其突出特点它的CPU核采用ARM公司的16/32位ARM7TDMI RISC内核，0.25μm CMOS工艺制造，主频最高可达66MHz，存储器寻址空间达256MB。由于其成本和功耗低，特别适合对成本敏感和功能敏感的应用场合，如PDA、GPS、LCD Game、E-Book等。
2 APEX 20K系列FPGA配置方式及配置文件
2.1 配置方式介绍
Altera公司的APEX 20K系列FPGA可以使用以下方式进行配；
①使用专用配置器件，如EPC16、EPC8
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