第5章 Altera器件編程與配置

1、第第5 5章章 AlteraAltera器件編程與配置器件編程與配置 第第5章章 Altera器件編程與配置器件編程與配置 5.1 Altera器件的命名器件的命名 5.2 PLD器件測(cè)試電路板器件測(cè)試電路板 5.3 ByteBlaster并口下載電纜并口下載電纜 5.4 ByteBlasterMV并口下載電纜并口下載電纜 5.5 MasterBlaster串行串行USB通信電纜通信電纜 5.6 BitBlaster串行下載電纜串行下載電纜 5.7 FPGA的芯片配置的芯片配置 第第5 5章章 AlteraAltera器件編程與配置器件編程與配置 5.1 Altera器件的命名器件的命名 圖5

2、.1和圖5.2給出了Altera公司各個(gè)系列的PLD器件以及配置器件命名方法。 有關(guān)器件的具體封裝形式、 引腳數(shù)目、 速度等級(jí)、 工作溫度、 工作電壓等性能參數(shù)， 請(qǐng)參閱本書第 2 章和所附的光盤。 若想獲得更新的器件信息， 請(qǐng)瀏覽Altera公司的網(wǎng)站（http:/）， 也可與器件銷售商聯(lián)系。 第第5 5章章 AlteraAltera器件編程與配置器件編程與配置 圖5.1 APEX20K、 APEX20KE、 FLEX、 ACEX1K、 MAX、 Classic系列器件和配置芯片的命名方法EP: APEX20K, APEX20KE, ACEX1K,ClassicEPF: FLEX10K, F

3、LEX6000,FLEX8000EPC:配置芯片EPM: MAX7000, MAX3000,MAX9000C: 民用品溫度（070）I: 工業(yè)品溫度（ 4085）Ball-grid array (BGA)Ceramic dual in-line package (CerDIP)FineLine BGA (FBGA)Ceramic pin-grid array (PGA)Plastic J-lead chip carrier (PLCC)Plastic dual in-line package (PDIP)Plastic quad flat pack (PQFP)Power quad flat

4、pack (RQFP)Plastic small-outline integrated circuit(SOIC)Thin quad flat pack(TQFP)Ultra FineLine BGA (UBGA)B:D:F:G:L:P:Q:R: S: T:U:20K100, 20K200, 20K400, 20K30E,20K60E,20K100E, 20K160E, 20K200E, 20K300E,20K400E,20K600E, 20K1000E, 20K1500E,1K10,1K30,1K50,1K100, 600I, 610, 610I, 900I, 910,910I,1800I,

5、 181010K10, 10K20, 10K30, 10K40, 10K50,10K70,10K100, 10K50V, 10K130V, 10K10A,10K30A,10K100A, 10K250A, 10K30E, 10K50E,10K100E,10K130E, 10K200E, 10K50S, 10K200S,10K100B,6016, 6010A, 6016A, 6024A, 8282A,8282AV,8452A, 8636A, 8820A, 81188A,81500A1064, 1064V, 1213, 1441, 1, 2, 4, 8,167032, 7064, 7096, 703

6、2S, 7064S,7128S,7160S,7192S, 7256S, 7128A, 7256A,7032AE,7064AE,7128AE, 7256AE, 7512AE, 7032B,7064B,7128B,7256B, 7512B, 3032A, 3064A,3128A,3256A, 9320,9400, 9480, 9560, 9320A,9560AEP:EPF:EPC:EPM:裝載架帶有ClockLock和ClockBoost的FLEX10K器件工程樣片固定編程算法特殊的包裝發(fā)貨方式，主要針對(duì)MAX7000器件在所選器件上的特殊的PCI一致性器件永久地設(shè)置成Turbo（高速）模式帶有P

7、LL和LVD的APEX20K, APEX20KE, FLEX10K和FLEX10KE器件C:DX:ES:F:H:P:T:X: 表示特殊的器件選項(xiàng)或發(fā)貨方式封 裝 形 式工 作 溫 度引 腳 數(shù) 目速 度 等 級(jí)可 選 后 綴器 件 類 型10K100EBC3561X器 件 系 列EPF第第5 5章章 AlteraAltera器件編程與配置器件編程與配置 圖5.2 APEX20KC、 APEX、 Mercury、 Excalibur和Stratix系列器件的命名方法EP: APEX 20KCEP2A: APEX IIEPXA: 基于ARM的 ExcaliburEPXM: 基于MIPS的 Exca

8、liburEP1M: MercuryEP: 20K200C, 20K400C, 20K600C,20K1000C,20K1500CEP2A: 15, 25, 40, 70,90EPXA: 1, 4,10EPXM: 1, 4,10EP1M: 120,350B: Ball-grid array (BGA)F: FineLine BGA(FBGA)C:民用品溫度 （070）I: 工業(yè)品溫度 （4085）表示特殊的器件選項(xiàng)或發(fā)貨方式A:鋁處理ES:工程樣片EP1S: StratixEP1S: 10, 20，25，30，40，60，80，120器 件 系 列EP1M120F484C7A器 件 類 型封

9、裝 形 式引 腳 數(shù) 目工 作 溫 度速 度 等 級(jí)可 選 后 綴第第5 5章章 AlteraAltera器件編程與配置器件編程與配置 5.2 PLD器件測(cè)試電路板器件測(cè)試電路板 器件的封裝形式是設(shè)計(jì)人員必須要考慮的一個(gè)問(wèn)題。 大容量的PLD器件的封裝一般采用表面貼裝形式， 這種封裝可以減小芯片占用PCB板的面積， 提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 許多表貼器件的引腳間距非常小， 這就使得PCB板的設(shè)計(jì)、 制造和芯片的測(cè)試變得十分復(fù)雜， 開發(fā)成本很高。第第5 5章章 AlteraAltera器件編程與配置器件編程與配置 一種解決辦法是針對(duì)某一種常用的PLD器件制作一塊測(cè)試電路板， 將器件的所有I/O引腳連接

10、到外接端子上， 輸入信號(hào)可以通過(guò)外接端子引入到器件中， 器件的輸出信號(hào)也可以從外接端子上獲得。 同時(shí)在板子上設(shè)置JTAG接口， 通過(guò)下載電纜或PROM對(duì)PLD器件進(jìn)行配置。 Altera公司在提供各種PLD器件的同時(shí)， 也向用戶提供相應(yīng)的器件測(cè)試評(píng)估電路板或DEMO板， 用以對(duì)PLD器件進(jìn)行性能測(cè)試。 用戶的設(shè)計(jì)電路可以直接在DEMO板上進(jìn)行驗(yàn)證。 第第5 5章章 AlteraAltera器件編程與配置器件編程與配置 用戶也可根據(jù)需要， 自己設(shè)計(jì)制作PLD器件的測(cè)試電路板。 測(cè)試電路板可以作為一個(gè)測(cè)試工具箱， 通過(guò)它完成器件的下載和設(shè)計(jì)驗(yàn)證。 圖5.3給出了作者制作的EPF10K10LC84器

11、件測(cè)試電路板的實(shí)物照片， 雖然看起來(lái)很簡(jiǎn)單， 但卻非常實(shí)用。 設(shè)計(jì)仿真完成以后， 就可以利用測(cè)試電路板進(jìn)行器件的配置， 然后進(jìn)行測(cè)試， 測(cè)試通過(guò)后， 再根據(jù)實(shí)際需要設(shè)計(jì)制作PCB板。 測(cè)試電路板可以降低設(shè)計(jì)開發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)和成本， 縮短開發(fā)時(shí)間。 第第5 5章章 AlteraAltera器件編程與配置器件編程與配置 圖5.3 EPF10K10LC84 FPGA芯片測(cè)試電路板 第第5 5章章 AlteraAltera器件編程與配置器件編程與配置 5.3 ByteBlaster并口下載電纜并口下載電纜 針對(duì)PLD器件不同的內(nèi)部結(jié)構(gòu)， Altera公司提供了不同的器件配置方式。 Altera可編程邏輯器件

12、的配置可通過(guò)編程器、 JATG接口在線編程及Altera在線配置等三種方式進(jìn)行。 在本書第3章的3.2節(jié)MAX+PLUS開發(fā)軟件和3.3節(jié)Quartus開發(fā)軟件中的最后一小節(jié)都是討論器件編程的， 分別介紹了利用MAX+PLUS和Quartus進(jìn)行編程配置的軟件操作過(guò)程。 第第5 5章章 AlteraAltera器件編程與配置器件編程與配置 Altera器件編程的連接硬件包括ByteBlaster并口下載電纜， ByteBlasterMV并口下載電纜， MasterBlaster串行/USB通信電纜， BitBlaster串口下載電纜。 Altera提供EPC1、 EPC2、 EPC16和EPC

13、1441等PROM配置芯片。 這里分別介紹它們的原理及電路連接關(guān)系。 第第5 5章章 AlteraAltera器件編程與配置器件編程與配置 5.3.1 原理與連接 ByteBlaster并口下載電纜是一種連接到PC機(jī)25針標(biāo)準(zhǔn)口（LPT口）的硬件接口產(chǎn)品。 它既可以對(duì)FLEX10K、 FLEX8000和FLEX6000進(jìn)行配置， 也可以對(duì)MAX9000（包括MAX9000A）、 MAX7000S和MAX7000A進(jìn)行編程。 ByteBlaster為在線可編程邏輯器件提供了一種快速而廉價(jià)的配置方法。 設(shè)計(jì)人員的最新設(shè)計(jì)可以直接通過(guò)ByteBlaster下載電纜隨時(shí)下載到芯片中去， 因此設(shè)計(jì)的樣品

14、能很快完成。 并口下載電纜的連接如圖5.4所示。 第第5 5章章 AlteraAltera器件編程與配置器件編程與配置 圖5.4 并口下載電纜連接示意圖PC機(jī)25針標(biāo)準(zhǔn)并口PCB插座ByteBlaster電纜PC機(jī)25針標(biāo)準(zhǔn)并口ByteBlaster電纜PCB插座第第5 5章章 AlteraAltera器件編程與配置器件編程與配置 1. 下載模式 ByteBlaster電纜提供兩種下載模式： 被動(dòng)串行模式（PS）用于配置FLEX10K、 FLEX8000和FLEX6000系列器件； JTAG模式具有工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的JTAG邊界掃描測(cè)試電路（符合IEEE 1149.1-1990標(biāo)準(zhǔn)）， 用于配置FLE

15、X10K或?qū)AX9000、 MAX7000S和MAX7000A系列器件進(jìn)行編程。 第第5 5章章 AlteraAltera器件編程與配置器件編程與配置 2. 連接 ByteBlaster與PC機(jī)并口相連的是25針插頭， 與PCB電路板相連的是10針插座。 數(shù)據(jù)從PC機(jī)并口通過(guò)ByteBlaster電纜下載到電路板。 第第5 5章章 AlteraAltera器件編程與配置器件編程與配置 利用ByteBlaster下載電纜配置/編程3.3 V器件（如FLEX10KA、 MAX7000A器件）時(shí)， 要將電纜的VCC腳連到5.0 V電源， 而器件的VCC腳連到3.3 V電源。 FLEX10KA和MA

16、X7000A器件能夠耐壓到5.0 V， 因此， ByteBlaster電纜的5.0 V輸出不會(huì)對(duì)3.3 V器件造成損害， 但5.0 V電源中應(yīng)該連接上拉電阻。 第第5 5章章 AlteraAltera器件編程與配置器件編程與配置 1） 25針插頭 ByteBlaster與PC機(jī)并口相連的是25針插頭， 在PS模式下和在JTAG模式下的引腳信號(hào)名稱是不同的， 如表5.1所示。 ByteBlaster下載電纜原理圖如圖5.5所示。 第第5 5章章 AlteraAltera器件編程與配置器件編程與配置 表5.1 ByteBlaster 25針插頭的引腳信號(hào)名稱 引 腳 PS模式下的信號(hào)名稱 JTAG

17、模式下的信號(hào)名稱 2 DCLK TCK 3 nCONF工G TMS 8 DATA0 TD工 ll CONFDONE TDO 13 nSTATUS NC 15 GND GND 1825 GND GND第第5 5章章 AlteraAltera器件編程與配置器件編程與配置 圖5.5 ByteBlaster原理圖 1G2G1A11A21A31A42A12A22A32A4VCCGND1Y11Y21Y31Y42Y12Y22Y32Y4GND74LS244VCCGNDGND2，10519R5R6R7R1R373182515131112107983214R4R2連接25針插頭4VCC33333333333333

18、連接10針插座GND注：所有電阻均為33。第第5 5章章 AlteraAltera器件編程與配置器件編程與配置 圖5.6 ByteBlaster 10針插頭尺寸示意圖 信號(hào)線 注：所有尺寸 均為英寸0.2500.2500.1000.0250.700信號(hào)線注：所有尺寸均為英寸0.425第第5 5章章 AlteraAltera器件編程與配置器件編程與配置 2） 10針插座 10針插座是與包含目標(biāo)器件的PCB板上的10針插頭連接的， 其尺寸示意圖如圖5.6所示。 表5.2列出了在PS模式下和在JTAG模式下的引腳信號(hào)名稱。 第第5 5章章 AlteraAltera器件編程與配置器件編程與配置 表5.

19、2 ByteBlaster10針插座的引腳信號(hào)名稱 引腳 PS模式下的信號(hào)名稱 JTAG模式下的信號(hào)名稱 信號(hào)名 描述 信號(hào)名 描述 1 DCLK 時(shí)鐘 TCK 時(shí)鐘 2 GND 信號(hào)地 GND 信號(hào)地 3 CONFDONE 配置控制 TDO 器件輸出數(shù)據(jù) 4 VCC 電源 VCC 電源 5 nCONF工G 配置控制 TMS JTAG狀態(tài)機(jī)控制 6 NC(引腳懸空) NC 7 nSTATUS 配置的狀態(tài) NC 8 NC NC 9 DATA0 配置到器件的數(shù)據(jù) TD工 配置到器件的數(shù)據(jù) 10 GND 信號(hào)地 GND 信號(hào)地第第5 5章章 AlteraAltera器件編程與配置器件編程與配置 3）

20、 電纜線 ByteBlaster的電纜線一般使用扁平電纜， 長(zhǎng)度不超過(guò)30 cm， 否則帶來(lái)干擾、 反射及信號(hào)過(guò)沖問(wèn)題， 引起數(shù)據(jù)傳輸錯(cuò)誤， 導(dǎo)致下載失敗。 如果PC機(jī)并口與PCB電路板距離較遠(yuǎn)， 需要加長(zhǎng)電纜， 則可在PC機(jī)并口和ByteBlaster電纜之間加入一根并口電纜。 第第5 5章章 AlteraAltera器件編程與配置器件編程與配置 圖5.7 10針連接插頭尺寸示意圖 頂視圖側(cè)視圖0.1000.1000.0250.235第第5 5章章 AlteraAltera器件編程與配置器件編程與配置 4） PCB電路板上的10針連接插頭 ByteBlaster下載電纜的10針插座連接到PC

21、B板上的10針插頭。 PCB板上的10針插頭排成兩排， 每排5個(gè)引腳， 連接到器件的編程或配置引腳上（編程或配置器件的引腳名與10針插座的引腳信號(hào)名稱相同的連接在一起）。 ByteBlaster電纜通過(guò)10針插頭獲得電源并下載數(shù)據(jù)到器件。 10針插頭的尺寸示意圖如圖5.7所示。 第第5 5章章 AlteraAltera器件編程與配置器件編程與配置 5.3.2 被動(dòng)串行（PS）模式 這部分主要討論被動(dòng)串行（PS）模式對(duì)單個(gè)與多個(gè)FLEX器件的配置。 在PS模式中， 配置數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)源通過(guò)ByteBlaster下載電纜串行地送到FLEX器件， 配置數(shù)據(jù)的同步時(shí)鐘由數(shù)據(jù)源提供。 第第5 5章章 Alt

22、eraAltera器件編程與配置器件編程與配置 1. PS模式對(duì)單個(gè)FLEX器件的配置 MAX+PLUS編程器能夠?qū)蝹€(gè)FLEX10K、 FLEX8000或FLEX6000系列器件在PS模式下進(jìn)行配置。 器件配置文件為SRAM目標(biāo)文件（.sof）， 該文件是MAX+PLUS編譯器在項(xiàng)目編譯時(shí)自動(dòng)產(chǎn)生的。 單個(gè)FLEX10K、 FLEX8000或FLEX6000器件與ByteBlaster下載電纜的連接如圖5.8所示。 如果DATA0引腳在用戶狀態(tài)（User mode）中被用到， 則在配置過(guò)程中該引腳應(yīng)與用戶電路隔離。 第第5 5章章 AlteraAltera器件編程與配置器件編程與配置 圖5.

23、8 用ByteBlaster對(duì)單個(gè)FLEX器件的配置MSEL1MSEL0nCECONF_DONEnSTATUSDCLKDATA0nCONFIGVCCVCCVCCVCCVCC1k引腳110針插頭(頂視圖)VCCFLEX 10K器件1k1k1kGNDGNDGND1k第第5 5章章 AlteraAltera器件編程與配置器件編程與配置 圖5.8 用ByteBlaster對(duì)單個(gè)FLEX器件的配置MSEL1CONF_DONEnSTATUSDCLKDATA0nCONFIGVCCVCCVCCVCCVCC1k引腳110針插頭(頂視圖)VCCFLEX 8000器件1k1k1kGNDGNDGND1kVCCnSPM

24、SEL0第第5 5章章 AlteraAltera器件編程與配置器件編程與配置 圖5.8 用ByteBlaster對(duì)單個(gè)FLEX器件的配置MSELCONF_DONEnSTATUSDCLKDATAnCONFIGVCCVCCVCCVCCVCC1k引腳110針插頭(頂視圖)VCCFLEX 6000器件1k1k1kGNDGNDGND1knCE第第5 5章章 AlteraAltera器件編程與配置器件編程與配置 2. PS模式對(duì)多個(gè)FLEX器件的配置 MAX+PLUS編程器能夠使用ByteBlaster電纜對(duì)多個(gè)FLEX10K、 FLEX8000或FLEX6000系列器件在PS模式下進(jìn)行配置。 多個(gè)FLE

25、X10K、 FLEX8000或FLEX6000器件與ByteBlaster下載電纜的連接如圖5.9、 圖5.10和圖5.11所示。 第第5 5章章 AlteraAltera器件編程與配置器件編程與配置 圖5.9 ByteBlaster對(duì)多個(gè)FLEX10K器件配置MSEL1MSEL0nCECONF_DONEnSTATUSDATA0nCONFIGVCCVCCVCCVCC1kByteBlaster10針插頭(PS 模式)nCEODCLKVCCVCCMSEL1MSEL0nCECONF_DONEnSTATUSDATA0nCONFIGnCEODCLKFLEX 10K器件1k1k1k1kGNDFLEX 10

26、K器件MSEL1MSEL0nCECONF_DONEnSTATUSDATA0nCONFIGDCLKFLEX 10K器件GNDGNDGNDGND第第5 5章章 AlteraAltera器件編程與配置器件編程與配置 圖5.10 ByteBlaster對(duì)多個(gè)FLEX8000器件配置 MSEL1CONF_DONEnSTATUSDATA0nCONFIGVCCVCCVCCVCC1kByteBlaster10針插頭(PS 模式)DCLKVCCVCCMSEL1MSEL0CONF_DONEnSTATUSDCLKDATA01k1k1k1kFLEX 8000器件GNDGNDVCCGNDnSPMSEL0nSPVCCnC

27、ONFIGMSEL1MSEL0CONF_DONEnSTATUSDCLKDATA0FLEX 8000器件nSPnCONFIGVCC1kVCC1k1kVCC1kVCCFLEX 8000器件VCCGND第第5 5章章 AlteraAltera器件編程與配置器件編程與配置 圖5.11 ByteBlaster對(duì)多個(gè)FLEX6000器件配置 MSELnCECONF_DONEnSTATUSDATAnCONFIGVCCVCCVCCVCC1kByteBlaster10針插頭(PS 模式)nCEODCLKVCCVCCMSELnCECONF_DONEnSTATUSDATAnCONFIGnCEODCLKFLEX 60

28、00器件1k1k1k1kGNDMSELnCECONF_DONEnSTATUSDATAnCONFIGDCLKGNDGNDFLEX 6000器件FLEX 6000器件第第5 5章章 AlteraAltera器件編程與配置器件編程與配置 FLEX10K器件可以與FLEX6000器件在相同的配置鏈中進(jìn)行配置。 FLEX10K器件的nCEO引腳與FLEX6000器件的nCE引腳連接在一起。 在配置鏈中， 所有器件的CONF-DONE引腳和nSTATUS引腳都應(yīng)各自連接在一起。 第第5 5章章 AlteraAltera器件編程與配置器件編程與配置 5.3.3 JTAG模式 在JTAG模式下可以實(shí)現(xiàn)在線可編

29、程和在線可配置， ByteBlaster電纜一端可通過(guò)任何標(biāo)準(zhǔn)并口連接到PC機(jī)， 另一端的10針插座連接到電路板上的目標(biāo)器件。 這部分的主要內(nèi)容如下： 在JTAG模式下對(duì)單個(gè)FLEX10K器件的配置； 在JTAG模式下對(duì)單個(gè)MAX9000、 MAX7000S或MAX7000A器件的編程； 在JTAG模式下對(duì)多個(gè)器件的編程或配置。 第第5 5章章 AlteraAltera器件編程與配置器件編程與配置 1. JTAG模式對(duì)單個(gè)FLEX10K器件的配置 MAX+PLUS軟件可以通過(guò)ByteBlaster電纜， 將編譯過(guò)程中產(chǎn)生的SRAM目標(biāo)文件（.sof）直接下載到目標(biāo)器件中去。 器件的配置是經(jīng)過(guò)J

30、TAG引腳TCK、 TMS、 TDI和TDO完成的。 單個(gè)FLEX10K器件與ByteBlaster下載電纜的連接如圖5.12所示， 所有其它I/O引腳在配置過(guò)程中均為三態(tài)。 第第5 5章章 AlteraAltera器件編程與配置器件編程與配置 圖5.12 JTAG模式對(duì)單個(gè)FLEX10K器件的配置 10針插頭(頂視圖)VCC引腳 1VCCVCCVCCVCCTCKTDOTMSTDIFLEX 10K 器件nCETRSTnSTATUSCONF_DONEnCONFIGMSEL0MSEL1VCCVCC1 kVCC1 k1 k1 k1 k1 kGNDGNDGND注 ： FIEX10K 的144引腳TQF

31、P 封裝器件沒有 TRST 信號(hào)腳， 此時(shí)TRST 信號(hào)可以忽略， nCONFIG、 MSEL0、 MSEL1應(yīng)根據(jù)FLEX10K 的配置方案進(jìn)行連接，如果僅僅使用 JTAG 配置模式 ， 則nCONFIG 連到VCC， MSEL0 和MSEL1 連到地。第第5 5章章 AlteraAltera器件編程與配置器件編程與配置 2. JTAG模式對(duì)單個(gè)MAX9000、 MAX7000S或MAX7000A器件的編程 MAX+PLUS軟件可以通過(guò)ByteBlaster電纜將編譯過(guò)程中產(chǎn)生的編程目標(biāo)文件（.pof）直接下載到目標(biāo)器件中去。 器件的配置是經(jīng)過(guò)JTAG引腳TCK、 TMS、 TDI和TDO完

32、成的。 單個(gè)MAX9000、 MAX7000S或MAX7000A器件與ByteBlaster下載電纜的連接如圖5.13所示， I/O引腳在在線可編程過(guò)程中均為三態(tài)。 第第5 5章章 AlteraAltera器件編程與配置器件編程與配置 圖5.13 ByteBlaster電纜對(duì)單個(gè)MAX9000、 MAX7000S和MAX7000A器件的編程10針插頭(頂視圖)VCC引腳 1VCCVCCVCCVCC1 kTCKTDOTMSTDIMAX 9000 器件MAX 7000S 器件MAX 7000A 器件1 k1 k1 k第第5 5章章 AlteraAltera器件編程與配置器件編程與配置 3. JTA

33、G模式下對(duì)多個(gè)器件的編程或配置 當(dāng)對(duì)一個(gè)JTAG模式的器件鏈進(jìn)行編程時(shí)， 要求一個(gè)兼容JTAG模式的插座連接到幾個(gè)器件， 如ByteBlaster的10針陰插座， JTAG器件鏈中器件的數(shù)目?jī)H受限于ByteBlaster電纜的驅(qū)動(dòng)能力。 然而， 當(dāng)器件數(shù)目超過(guò)5個(gè)時(shí)， Altera建議對(duì)TCK、 TDI和TMS引腳進(jìn)行緩沖。 當(dāng)電路板包含多個(gè)目標(biāo)器件時(shí)， 或者電路板使用JTAG邊界掃描測(cè)試時(shí)， 采用JTAG器件鏈進(jìn)行編程是最理想的， 如圖5.14所示。 第第5 5章章 AlteraAltera器件編程與配置器件編程與配置 圖5.14 ByteBlaster電纜對(duì)JTAG器件鏈的編程和配置TDI

34、TDOTMSTCKTDITDOTMSTCKTDITDOTMSTCKVCC1 kVCC1 kVCC1 k其它JTAG1149.1兼容器件Altera目標(biāo)器件其它JTAG1149.1兼容器件ByteBlaster 10針插頭（頂視圖）第第5 5章章 AlteraAltera器件編程與配置器件編程與配置 如果在JTAG器件鏈中有FLEX10K器件， 其nCONFIG、 MSEL0、 MSEL1、 CONF-DONE和nSTATUS引腳的連接方法與圖5.12一樣。 為了在JTAG器件鏈中對(duì)單個(gè)器件編程， 編程軟件將JTAG器件鏈中的所有其它器件（包括非Altera器件）處于Bypass模式。 在Byp

35、ass模式下， 器件通過(guò)旁路（Bypass）寄存器， 將編程數(shù)據(jù)從TDI引腳傳送到TDO引腳， 而對(duì)內(nèi)部沒有影響。 因此編程軟件僅對(duì)目標(biāo)器件進(jìn)行編程與校驗(yàn)。 第第5 5章章 AlteraAltera器件編程與配置器件編程與配置 MAX9000、 MAX7000S和MAX7000A器件能夠使用JTAG器件鏈在線編程， FLEX10K器件能夠使用JTAG器件鏈在線配置， MAX與FLEX系列器件能夠放在相同的JTAG器件鏈中進(jìn)行編程和配置。第第5 5章章 AlteraAltera器件編程與配置器件編程與配置 5.3.4 軟件編程和配置步驟 MAX+PLUS編程器下載編程或配置數(shù)據(jù)到FLEX10K、

36、 FLEX8000、 FLEX6000、 MAX9000、 MAX7000S或MAX7000A中。 使用ByteBlaster電纜和MAX+PLUS編程器對(duì)一個(gè)或多個(gè)器件進(jìn)行編程或配置的步驟如下： 第第5 5章章 AlteraAltera器件編程與配置器件編程與配置 (1) 對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行編譯。 MAX+PLUS編譯器針對(duì)FLEX10K、 FLEX8000和FLEX6000目標(biāo)器件， 自動(dòng)產(chǎn)生.sof文件， 針對(duì)MAX9000、 MAX7000S和MAX7000A目標(biāo)器件， 自動(dòng)產(chǎn)生.pof文件。 (2) 連接ByteBlaster電纜到PC機(jī)的并口， 將10針插座插到包含目標(biāo)器件的電路板中， 該

37、電路板必須為ByteBlaster電纜提供電源。 第第5 5章章 AlteraAltera器件編程與配置器件編程與配置 (3) 打開MAX+PLUS編程器， 在Options菜單中選擇Hardware Setup命令， 指定ByteBlaster電纜和相應(yīng)的LPT端口。 MAX+PLUS自動(dòng)地從當(dāng)前項(xiàng)目中裝載可編程文件（.pof或.sof）， 對(duì)多器件項(xiàng)目則選擇第一個(gè)可編程文件。 為了指定其它可編程文件， 則在Files菜單中選擇Select Programming File， 指定正確的文件。 對(duì)FLEX10K、 FLEX8000或FLEX6000器件， 則選擇.sof文件； 對(duì)MAX900

38、0、 MAX7000S或MAX7000A器件， 則選擇.pof文件。 第第5 5章章 AlteraAltera器件編程與配置器件編程與配置 (4) 如果是對(duì)JTAG或FLEX器件鏈進(jìn)行編程或配置， 還要執(zhí)行下列步驟： 為了在JTAG器件鏈（多個(gè)或單個(gè)器件）中對(duì)器件進(jìn)行編程或配置， 在JTAG菜單中打開MultiDevice JTAG Chain或選擇MultiDevice JTAG Chain Setup， 對(duì)JTAG多器件鏈進(jìn)行設(shè)置。 如果JTAG器件鏈中僅包含F(xiàn)LEX系列器件或MAX系列器件， 則設(shè)置后建立一個(gè)JTAG器件鏈文件（.jcf）。 如果JTAG器件鏈?zhǔn)荈LEX和MAX系列器件的

39、混合鏈， 設(shè)置后建立兩個(gè)分開的.jcf文件。 第第5 5章章 AlteraAltera器件編程與配置器件編程與配置 為了在FLEX器件鏈中對(duì)多個(gè)器件進(jìn)行配置， 在FLEX菜單中打開MultiDevice FLEX Chain， 然后選擇MultiDevice FLEX Chain Setup對(duì)FLEX多器件鏈進(jìn)行設(shè)置。 (5) 最后點(diǎn)擊Program或Configure按鈕對(duì)器件進(jìn)行編程或配置。 ByteBlaster電纜從.sof文件或.pof文件中下載數(shù)據(jù)到器件。 第第5 5章章 AlteraAltera器件編程與配置器件編程與配置 5.4 ByteBlasterMV并口下載電纜并口下載電

40、纜 5.4.1 特點(diǎn) (1) ByteBlasterMV并口下載電纜允許PC機(jī)用戶完成下列功能： 通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)并口在線編程MAX9000、 MAX7000S、 MAX7000A、 MAX7000B和MAX3000A系列器件。 第第5 5章章 AlteraAltera器件編程與配置器件編程與配置 可配置APEX、 APEX20K（包括APEX20K、 APEX20KE和APEX20KC）、 ACEX1K、 Mercury、 FLEX10K（包括FLEX10KA和FLEX10KE）、 FLEX8000和FLEX6000系列器件及Excalibur嵌入式微處理器解決方案。 第第5 5章章 AlteraA

41、ltera器件編程與配置器件編程與配置 (2) 工作電壓VCC支持3.3 V或5.0 V。 (3) 為在線編程提供快速廉價(jià)的方法。 (4) 可從MAX+PLUS或Quartus開發(fā)軟件中下載數(shù)據(jù)。 (5) 具有與PC機(jī)25針標(biāo)準(zhǔn)并口相連的接口。 (6) 使用10針電路板連接器（在ByteBlaster并口和BitBlaster串口下載電纜中都相同）。 第第5 5章章 AlteraAltera器件編程與配置器件編程與配置 5.4.2 功能描述 ByteBlasterMV并口下載電纜（訂購(gòu)碼： PLBYTEBLASTERMV）連接到PC機(jī)25針標(biāo)準(zhǔn)并口（一個(gè)LPT端口）。 ByteBlasterM

42、V電纜可從PC機(jī)驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)配置APEX、 APEX20K（包括APEX20K、 APEX20KE和APEX20KC）、 ACEX1K、 Mercury、 Excalibur、 FLEX10K（包括FLEX10KA和FLEX10KE）、 FLEX8000和FLEX6000系列器件， 編程MAX9000、 MAX7000S、 MAX7000A、 MAX7000B和MAX3000A系列器件。 由于設(shè)計(jì)可以直接下載到器件中， 所以樣品完成很容易， 并能很快完成多個(gè)重復(fù)的樣品設(shè)計(jì)。 第第5 5章章 AlteraAltera器件編程與配置器件編程與配置 1. 下載模式 ByteBlasterMV電纜提供兩種

43、下載模式： 被動(dòng)串行模式（PS）用于配置APEX、 APEX20K、 ACEX1K、 Mercury、 Excalibur、 FLEX10K、 FLEX8000和FLEX6000系列器件； JTAG模式具有工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的JTAG接口， 用于編程或配置APEX、 APEX20K、 Mercury、 ACEX1K、 Excalibur、 FLEX10K、 MAX9000、 MAX7000S、 MAX7000A、 MAX7000B和MAX3000A系列器件。 第第5 5章章 AlteraAltera器件編程與配置器件編程與配置 2. 連接 ByteBlasterMV與PC機(jī)并口相連的是25針插頭， 與P

44、CB電路板相連的是10針插座。 數(shù)據(jù)從PC機(jī)并口通過(guò)ByteBlasterMV電纜下載到電路板。 為了利用ByteBlasterMV下載電纜配置1.5 V APEX、 1.8 V APEX20KE、 2.5 V APEX20K、 Excalibur、 Mercury、 ACEX1K和FLEX10KE器件， 3.3 V電源中應(yīng)該連接上拉電阻， 電纜的VCC腳連到3.3 V電源， 而器件的VCCINT引腳連到相應(yīng)的2.5 V、 1.8 V或1.5 V電源。 對(duì)于PS配置， 器件的VCCIO引腳必須連到2.5 V或3.3 V電源。 第第5 5章章 AlteraAltera器件編程與配置器件編程與配置

45、 對(duì)于APEX、 Mercury、 ACEX1K、 APEX20K和FLEX10KE系列器件的JTAG在線配置， 或MAX7000A和MAX3000A系列器件的JTAG在線編程， 電纜的VCC引腳則必須連接3.3 V 電源。 器件的VCCIO引腳既可連到2.5 V也可連到3.3 V電源上。 第第5 5章章 AlteraAltera器件編程與配置器件編程與配置 1） 25針插頭 ByteBlasterMV與PC機(jī)并口相連的是25針插頭， 在PS模式下和在JTAG模式下的引腳信號(hào)名稱是不同的， 如表5.3所示。 與ByteBlaster下載電纜的區(qū)別僅是15腳不同， ByteBlaster連到GN

46、D， 而ByteBlasterMV連到VCC。 ByteBlasterMV下載電纜原理圖如圖5.15所示。 第第5 5章章 AlteraAltera器件編程與配置器件編程與配置 表5.3 ByteBlasterMV 25針插頭的引腳信號(hào)名稱 引腳 PS模式下的信號(hào)名稱 JTAG模式下的信號(hào)名稱 2 DCLK TCK 3 nCONF工G TMS 8 DATA0 TD工 ll CONFDONE TDO 13 nSTATUS 15 VCC VCC 1825 GND GND第第5 5章章 AlteraAltera器件編程與配置器件編程與配置 圖5.15 ByteBlasterMV 電纜原理注：所有串行

47、電阻為100，所有電源上拉電阻為2.2K。1G2G1A11A21A31A42A12A22A32A4VCCGND1Y11Y21Y31Y42Y12Y22Y32Y4GND74HC244VCCGNDGND2,10519371825151211131078391425針連接頭VCCGNDGND2VCCVCC VCC VCCVCCVCC410針插座GND第第5 5章章 AlteraAltera器件編程與配置器件編程與配置 2） 10針插座 10針插座是與包含目標(biāo)器件的PCB板上的10針插頭連接的， 其尺寸示意圖與引腳信號(hào)名稱和ByteBlaster電纜的10針插座完全一樣， 如圖5.6和表5.2所示。 第

48、第5 5章章 AlteraAltera器件編程與配置器件編程與配置 3） PCB電路板上的10針連接插頭 ByteBlasterMV下載電纜的10針插座連接到PCB板上的10針插頭。 PCB板上的10針插頭排成兩排， 每排5個(gè)引腳， 連接到器件的編程或配置引腳上（編程或配置器件的引腳名與10針插座的引腳信號(hào)名稱相同的連接在一起）。 ByteBlasterMV電纜通過(guò)10針插頭獲得電源并下載數(shù)據(jù)到器件， 10針插頭尺寸示意圖和ByteBlaster電纜的10針插頭完全一樣， 也如圖5.7所示。 第第5 5章章 AlteraAltera器件編程與配置器件編程與配置 5.4.3 軟件編程和配置步驟

49、Altera的Quartus和MAX+PLUS設(shè)計(jì)軟件中的編程器具有通過(guò)使用ByteBlasterMV下載電纜編程或配置數(shù)據(jù)到器件的功能。 1. Quartus的編程配置步驟 使用ByteBlasterMV電纜和Quartus編程器對(duì)一個(gè)或多個(gè)器件進(jìn)行編程或配置的步驟如下：第第5 5章章 AlteraAltera器件編程與配置器件編程與配置 (1） 對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行編譯。 Quartus編譯器對(duì)APEX、 APEX20K、 Mercury和Excalibur系列器件的配置自動(dòng)產(chǎn)生.sof文件， 為了對(duì)EPC配置芯片進(jìn)行編程， 就要用到.pof文件或 JAM STAPL格式文件。 (2） 連接Byte

50、BlasterMV電纜到PC機(jī)的并口， 將10針插座插到包含目標(biāo)器件的電路板中， 電路板必須為ByteBlasterMV電纜提供電源。 對(duì)于Windows NT操作系統(tǒng)， 在使用ByteBlasterMV電纜前必須安裝驅(qū)動(dòng)器。 第第5 5章章 AlteraAltera器件編程與配置器件編程與配置 (3） 打開Quartus編程器， 在Processing菜單中選擇Open Programmer， 然后點(diǎn)擊Setup命令， 在編程器硬件部分指定ByteBlasterMV電纜和相應(yīng)的LPT端口。 (4） 根據(jù)用戶電路板上的器件連接方式， 在模式項(xiàng)中選擇Passive Serial或JTAG模式，

51、然后點(diǎn)擊Add File或Add Device按鈕增加將要編程或配置的文件或器件， 并建立一個(gè)器件鏈（chain）描述文件（.cdf）。 第第5 5章章 AlteraAltera器件編程與配置器件編程與配置 編程器具有兩種編程模式： 被動(dòng)串行（PS）與JTAG模式。 在被動(dòng)串行模式下， 在器件鏈中選擇.sof文件。 在JTAG模式下， 在器件鏈中應(yīng)增加特定的器件和配置器件， 除了.sof和.pof文件外， 在器件鏈中對(duì)每個(gè)配置器件都有幾個(gè)可編程選項(xiàng)， 包括對(duì)照編程文件的數(shù)據(jù)校驗(yàn)一個(gè)EPC配置器件的內(nèi)容， 檢測(cè)器件是否空， 檢查已編程器件并將其中的數(shù)據(jù)保存到文件中， 或者使用其數(shù)據(jù)編程或校驗(yàn)其它

52、的配置器件。 (5） 在Quartus軟件的編程器中選擇Start按鈕開始編程或配置器件。 ByteBlasterMV電纜從.sof和/或.pof文件中下載數(shù)據(jù)到目標(biāo)器件。 第第5 5章章 AlteraAltera器件編程與配置器件編程與配置 2. MAX+PLUS的編程配置步驟 使用ByteBlasterMV電纜和MAX+PLUS編程器對(duì)一個(gè)或多個(gè)器件進(jìn)行編程或配置的步驟如下： (1） 對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行編譯。 MAX+PLUS編譯器針對(duì)FLEX10K、 FLEX8000和FLEX6000目標(biāo)器件自動(dòng)產(chǎn)生.sof文件， 針對(duì)MAX9000、 MAX7000S、 MAX7000A、 MAX7000B和

53、MAX3000A目標(biāo)器件， 自動(dòng)產(chǎn)生.pof文件。 第第5 5章章 AlteraAltera器件編程與配置器件編程與配置 (2） 連接ByteBlasterMV電纜到PC機(jī)的并口， 將10針插座插到包含目標(biāo)器件的電路板中， 電路板必須為ByteBlasterMV電纜提供電源。 對(duì)于Windows NT操作系統(tǒng)， 在使用ByteBlasterMV電纜前必須安裝驅(qū)動(dòng)器。 (3） 打開MAX+PLUS編程器， 在Options菜單中選擇Hardware Setup命令指定ByteBlasterMV電纜和相應(yīng)的LPT端口。 第第5 5章章 AlteraAltera器件編程與配置器件編程與配置 (4）

54、MAX+PLUS軟件自動(dòng)地從當(dāng)前項(xiàng)目中裝載可編程文件（.pof或.sof）， 對(duì)多器件項(xiàng)目則選擇第一個(gè)可編程文件。 為了指定其它可編程文件， 則在Files菜單中選擇Select Programming File指定正確的文件， 對(duì)FLEX10K、 FLEX8000或FLEX6000系列器件選擇一個(gè).sof文件， 對(duì)MAX9000、 MAX7000S、 MAX7000A、 MAX7000B和MAX3000A系列器件則選擇一個(gè).pof文件。 第第5 5章章 AlteraAltera器件編程與配置器件編程與配置 (5） 如果是對(duì)JTAG或FLEX器件鏈進(jìn)行編程或配置， 還要執(zhí)行下列步驟： 為了在J

55、TAG器件鏈（多個(gè)或單個(gè)器件）中對(duì)器件進(jìn)行編程或配置， 在JTAG菜單中打開MultiDevice JTAG Chain或選擇MultiDevice JTAG Chain Setup， 對(duì)JTAG多器件鏈進(jìn)行設(shè)置。 (6） 如果JTAG器件鏈僅包括FLEX器件或MAX器件， 則設(shè)置后建立一個(gè)JTAG器件鏈文件（.jcf）。 如果JTAG器件鏈?zhǔn)荈LEX和MAX器件的混合鏈， 設(shè)置后建立兩個(gè)分開的.jcf文件。 一個(gè)jcf文件將配置FLEX器件， 另一個(gè)jcf文件將對(duì)MAX器件編程。 第第5 5章章 AlteraAltera器件編程與配置器件編程與配置 (7） 為了在FLEX器件鏈中對(duì)多個(gè)器件進(jìn)

56、行配置， 在FLEX菜單中打開MultiDevice FLEX Chain， 然后選擇MultiDevice FLEX Chain Setup對(duì)FLEX多器件鏈進(jìn)行設(shè)置。 (8） 最后在MAX+PLUS軟件編程器中點(diǎn)擊Program或Configure按鈕對(duì)器件進(jìn)行編程或配置。 ByteBlasterMV電纜從.sof文件或.pof文件中下載數(shù)據(jù)到器件。 第第5 5章章 AlteraAltera器件編程與配置器件編程與配置 5.5 MasterBlaster串行串行/USB通信電纜通信電纜 5.5.1 特點(diǎn) (1) 在Quartus軟件中支持SignalTap嵌入式邏輯分析器。 (2) Mas

57、terBlaster串行/USB通信電纜允許PC機(jī)和UNIX用戶完成下列功能： 可配置APEX、 APEX20K、 FLEX10K、 FLEX3000A、 FLEX8000和FLEX6000系列器件及Excalibur嵌入式微處理器解決方案。 第第5 5章章 AlteraAltera器件編程與配置器件編程與配置 在線可編程MAX9000、 MAX7000S、 MAX7000B、 MAX7000A和EPC2器件。 (3) 工作電壓VCC支持5.0 V、 3.3 V或2.5 V。 (4) 為在線編程提供快速廉價(jià)的方法。 (5) 可從Quartus開發(fā)軟件和MAX+PLUS9.3及以上版本中下載數(shù)據(jù)

58、。 (6) 具有RS-232串行接口或USB接口。 (7) 使用10針電路板連接器（與ByteBlasterMV并口下載電纜兼容）。 第第5 5章章 AlteraAltera器件編程與配置器件編程與配置 5.5.2 功能描述 MasterBlaster通信電纜（訂購(gòu)碼： PLMASTERBLASTER）具有標(biāo)準(zhǔn)的PC機(jī)串行接口或USB硬件接口， 如圖5.16所示。 MasterBlaster電纜可配置數(shù)據(jù)到APEX、 APEX20K（包括APEX20K、 APEX20KE和APEX20KC）、 FLEX10K（包括FLEX10KA和FLEX10KE）、 FLEX8000和FLEX6000系列器

59、件， 也可編程MAX9000、 MAX7000S和MAX7000A (包括MAX7000AE)系列器件。第第5 5章章 AlteraAltera器件編程與配置器件編程與配置 由于設(shè)計(jì)項(xiàng)目可以直接下載到器件， 樣品完成很容易， 并能很快完成多個(gè)重復(fù)的樣品。 在APEX和APEX20K系列器件中， MasterBlaster電纜還可通過(guò)SignalTap嵌入式邏輯分析器進(jìn)行在線調(diào)試。 第第5 5章章 AlteraAltera器件編程與配置器件編程與配置 圖5.16 MasterBlaster串行/USB通信電纜示意圖 第第5 5章章 AlteraAltera器件編程與配置器件編程與配置 1. 下載

60、模式 MasterBlaster電纜提供兩種下載模式： 被動(dòng)串行模式（PS）用于配置APEX、 APEX20K和FLEX系列器件； JTAG模式具有IEEE 1149.1工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的JTAG接口， 用于編程具有JTAG能力的MAX系列器件和在線串行配置器件（如EPC2）或配置APEX、 APEX20K和FLEX系列器件。 第第5 5章章 AlteraAltera器件編程與配置器件編程與配置 2. SignalTap邏輯分析 SignalTap宏功能是一種嵌入式邏輯分析器， 能夠在器件特定的觸發(fā)點(diǎn)捕獲數(shù)據(jù)并保存數(shù)據(jù)到APEX和APEX20K的嵌入式系統(tǒng)塊（ESB）中。 這些數(shù)據(jù)然后被送到APEX或