關(guān)于FPGA遠程更新bpi flash中multiboot的實現(xiàn)

• 關(guān)鍵詞： 遠程固化、flash固化、multiboot實現(xiàn)、bpi flash

一.什么叫multiboot ？

multiboot 即 flash多重啟動加載方式，常用于遠程加載場景中，當(dāng)遠程加載失敗時，flash會啟動應(yīng)急預(yù)案，將另一塊地址的備用程序拿來作為加載FPGA的程序，防止由遠程固化失敗導(dǎo)致的FPGA啟動不了的情況。

二.multiboot 實現(xiàn)的基本流程

基本流程為： 將FLASH按照地址劃分為兩段，分別叫Golden Image和MultiBoot Image，使用時，需要在Golden Image和MultiBoot Image固化的程序文件中加入特定的約束。上電后，F(xiàn)PGA會先從Address 0開始加載程序，此時，特定的協(xié)議會告知FPGA從Upper Address加載程序。若MultiBoot Image中有配置完整的程序文件，F(xiàn)PGA將加載程序并運行，否則FPGA將會再次跳轉(zhuǎn)到Golden Image，直接從Address 0加載程序文件并運行。

三、FPGA生成Golden Image和MultiBoot Image固化程序文件

（1）Golden Image的bit文件

在生成所需的bit流文件時，需要額外加入以下約束：

set_property BITSTREAM.CONFIG.NEXT_CONFIG_REBOOT ENABLE [current_design]
set_property BITSTREAM.CONFIG.TIMER_CFG  0x00010000 [current_design]
set_property BITSTREAM.GENERAL.COMPRESS true [current_design] 
set_property BITSTREAM.CONFIG.NEXT_CONFIG_ADDR 0x00800000 [current_design]                

（2）MultiBoot Image的bit文件

在生成所需的bit流文件時，需要額外加入以下約束

set_property BITSTREAM.CONFIG.CONFIGFALLBACK ENABLE [current_design]  
set_property BITSTREAM.GENERAL.COMPRESS true [current_design] 

（3）一個工程同時生成兩種bit文件的方法（注：等于（1）＋（2））

 
 set boot_bitfile_name "FPGA_boot.bit" ;
set_property BITSTREAM.CONFIG.CONFIGRATE 33 [current_design]
set_property BITSTREAM.CONFIG.SPI_BUSWIDTH 1 [current_design]
set_property BITSTREAM.CONFIG.SPI_32BIT_ADDR Yes [current_design]
set_property BITSTREAM.GENERAL.COMPRESS true [current_design]               
set_property BITSTREAM.CONFIG.NEXT_CONFIG_ADDR 0x00800000 [current_design]
set_property BITSTREAM.CONFIG.NEXT_CONFIG_REBOOT ENABLE [current_design]    
set_property BITSTREAM.CONFIG.TIMER_CFG  0x00010000 [current_design]


set path_curr_tcl [file dirname [info script]]; #獲取當(dāng)前腳本所在路徑

set OutPath "$path_curr_tcl/../../out";  #腳本路徑返回2級后的out文件夾 "/../"表示上一級路徑

#如果不存在此路徑，則新建
if { ![file exists $OutPath] } {
    file mkdir $OutPath ;
}

write_bitstream -force -bin_file [file join $OutPath $boot_bitfile_name];  #在指定路徑上生成bit文件

#到此結(jié)束是生成第一個bit和bin文件
#此處開始生成第二個bit和bin文件
set_property BITSTREAM.CONFIG.NEXT_CONFIG_REBOOT DISABLE [current_design]
set_property BITSTREAM.CONFIG.CONFIGFALLBACK ENABLE [current_design]   
set_property BITSTREAM.CONFIG.TIMER_CFG  0x00000000 [current_design]
write_bitstream -force -bin_file [current_design]

并將如上約束復(fù)制到txt文件中，并將后綴改為tcl文件，并將tcl文件添加至比特流設(shè)置的 tcl pre 中，可在工程的out文件夾中的生成Golden Image的bit文件

（4）將bit文件轉(zhuǎn)化為bin文件

如下圖，因為BPI 的bin文件需要進行swapping操作，因此bin文件需要使用如下方法生成。

如上需要選擇 對應(yīng)的flash芯片

四、遠程下載上板驗證

（1）生成合成的mcs文件

可以通過如下方式生成multiboot的合并mcs文件，第一個方框里是本文使用的bpi flash ，第二個方框中是multiboot的flash地址，注意，這里的地址與前面golden image 的約束是一致的，且這里的0x0800000地址，因為這里使用的是bpi x16的數(shù)據(jù)模塊，因此0x0800000對應(yīng)的數(shù)據(jù)位置其實是16M，這點我們在實現(xiàn)該功能的時候走了彎路，需要留意。

（2）將mcs文件固化到flash中，重啟設(shè)置

（3）如何確定目前是multiboot image 還是 golden image的程序？

如上點擊當(dāng)前的fpga芯片，可以找到boot status 寄存器，當(dāng)寄存器中的 BIT0_0_BACK為0 時候，表示這時候跑的是multiboot image的程序，如果BIT0_0_BACK為1 時候，表示這時候跑的是golden image的程序。文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-608579.html

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