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而實做方面我們是設計出㆒個與那顆 Microcprocessor 功能㆒樣 的 Microcontroller 來將 Flash Memory 的資料讀出並送到 Altera 的晶 片㆖。並將設計好的 Microcontroller 燒到 CPLD ㆖來執行以達成燒錄 的目的。而燒錄的晶片主要是以FLEX10K 為對象。

為了方便進行debugger,在實作的部分我們先將此問題分為㆔個 部分,第㆒個部分為 CPLD 如何與 Flash Memory 溝通,第㆓個部分 為燒錄在 Flash Memory 的檔案格式,檔案格式必須符合燒錄的行為 如此FLEX10K 才能正確的執行,第㆔部份為 Mirocontroller 之設計及 其行為,當此㆔部分都沒問題時再將 Microcontroller 的程式燒錄到 CPLD ㆖並根據其控制線將此 Microcontroller 啟動,若完全沒問題並 且燒錄成功後FLEX10K 那個部分便會產生出儲存在 Flash Memory 內的程式執行的結果,以㆘是針對這㆔個部分的解決與說明:

第㆒部份—CPLD 與 Flash Memory 之溝通

由於我們必須確定能夠將Flash Memory 得資料正確的讀出,如此 才能確定我們的Microcontroller 能夠將 Flash Memory 的資料正確的 讀出來,因此我們必須要先處理CPLD 與 Flash Memory 的溝通。

首先我們先根據Flash Memory 的接腳來將 Flash Memory 設定為 可以 Read 的狀態,並且是以 Byte 的方式讀出的。

設定好後我們自己寫了㆒個簡單的Vhdl 程式來確認是否可以將 Flash Memory 的資料讀出,程式內容為利用指撥開關輸入記憶體位只 並將其位只送到記憶體後再將記憶體的內容讀出後將其內容顯示在 七段顯示器㆖。

若我們輸入的位址與對應的記憶體位址的內容比較是㆒樣的,如此便 達到 CPLD 與 Flash Memory 的溝通。

第㆓部分—燒錄在Flash Memory 的檔案格式

由於我們的Microcontroller 的行為是以 serial 的方式將資料從 Flash Memory 讀出,且每次是以㆒個 byte 為單位讀出並且以每次㆒ 個bit 的方式將資料燒錄在 FLEX10K ㆖,而最低位元最先讀出。於 是我們可以確定要燒錄在Flash Memory ㆖的檔案格式為 RAW Binary File(.rbf)。所以我們便將要測試的程式檔(.sof)轉為.rbf 檔並燒到 Flash Memory ㆖。

第㆔部份—Microcontroller 之設計及行為

根據前面介紹㆗,我們得知我們可以利用㆒個Microprocessor 來 處理燒錄的方法,於是我們便可以根據那顆Microprocessor 的行為並 利用VHDL 來設計出㆒個跟他行為㆒樣的 Microcontroller 並將此程式 燒錄到 CPLD ㆖,等於就是把那顆 CPLD 當作是那顆 Microprocessor 來用。而以㆘就是此Microcontroller 所需要的輸入輸出的名稱及說明:

entity Microcontroller is port

說明如㆘:

Pin 腳名稱 類型 說明

Clock Input

讓Microcontroller 運作 的訊號

nStatus Input

用來檢查是否有錯誤 發生

D Input

接收由Flash Memory 傳過來的資料 restart Input 啟動開始燒錄的訊號 Conf_Done Input

通知Microcontroller 燒 錄結束

Data0 Output

將由 Flash Memory 接 收過來的資料以bit 方 式送到 FLEX10K 的接

腳 Dclk Output

用來將資料燒錄到 FLEX10K 用的 clock nConfig Buffer

通知 FLEX10K 開始燒

ADDR Output

送記憶體位址給Flash Memory

CEn Output

將Flash Memory 致能 此Microcontroller 的功用為將位址由低至高依序送到 Flash Memory 並將其位址的資料讀出,每讀㆒個byte 便將其分為 8 個 bit 並由最低 位元依序送入FLEX10K ㆗。並根據㆖表的訊號來判斷是否燒錄結束 並停止燒錄。

㆘面是此程式的流程圖:

INIT_DONE 由低電位變高電位

底㆘為此程式的波形圖:

Figure13 Microcontroller 程式波形圖

由圖㆗可知當Restart 啟動後,隔㆒段時間後 nCONFIG 便由低電位變 高電位通知FLEX10K 開始燒錄,而 nSTATUS 也先變為低電位表示 要重頭開始燒錄。之後變根據ADDR 的位址將其送到 Flash Memory 後取得該位址內的資料後放入D 變由 DATA0 將資料送入 FLEX10K

㆗,當燒錄完畢後CONF_DONE 及 INIT_DONE 都會變為高電位。

而nSTATUS、CONF_DONE、INIT_DONE 都是屬於 open-drain 的腳 位,是由 FLEX10K 所控制的,燒錄成功後 FLEX10K 會將

CONF_DONE 及 INIT_DONE 自動拉起通知 microcontroller 燒錄完畢。

在文檔中 Altera晶片燒錄方法之研究 (頁 31-37)

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