コンフィグレーションユーザーガイド

TB-7VX-xxxT-PCIEXP コンフィグユーザーガイド
TB-7VX-xxxT-PCIEXP
コンフィグレーション
ユーザーズガイド
Rev.1.02
Rev.1.02
1
TB-7VX-xxxT-PCIEXP コンフィグユーザーガイド
変更履歴
Version
Date
Description
Publisher
Rev.1.00
2013/11/07
初版
後藤・小田島
Rev.1.01
2014/09/23
仕様変更に伴う改版
後藤
Rev.1.02
2015/03/31
誤記修正
後藤
Rev.1.02
2
TB-7VX-xxxT-PCIEXP コンフィグユーザーガイド
Table of Contents
1.
2.
はじめに ..................................................................................................................................................................................... 5
操作部(SW,LED) ...................................................................................................................................................................... 6
2.1.
2.1.1.
SW3（Virtex-7 Reconfiguration Push-SW）
【基板上シルク：V7_RCFG】 ...................... 6
2.1.2.
SW1（MODE 選択ロータリーSW）
【基板上シルク：S3_MODE】 .................................. 6
2.1.3.
SW2（AREA 選択ロータリーSW）
【基板上シルク：S3_AREA】 ................................... 7
2.2.
3.
スイッチ関連 .............................................................................................................................. 6
LED 関連 .................................................................................................................................... 7
2.2.1.
LED1（Spartan3AN のコンフィグレーション) 【基板上シルク：S3_CFG_DONE】 ..... 7
2.2.2.
LED4（Virtex7 のコンフィグレーション）【基板上シルク：V7_CFG_DONE】 .............. 7
コンフィグレーション手順...................................................................................................................................................... 8
3.1.
microSD カード => FPGA 転送モード (SW1 = 1) ................................................................... 8
3.1.1.
CONFIG.TXT ...................................................................................................................... 8
3.1.2.
CONFIG.TXT サンプル ...................................................................................................... 9
3.1.3.
Commands ......................................................................................................................... 9
3.1.4.
制約事項............................................................................................................................ 10
3.2.
BPI Flash => FPGA 転送モード (SW1 = 0) .............................................................................11
3.3.
JTAG 転送モード (SW1 = F) .................................................................................................. 12
3.3.1.
BPI Flash => FPGA 転送モード用 xxx.mcs ファイル生成手順(フォーマット設定)..... 13
3.3.2.
BPI Flash => FPGA 転送モード用 xxx.mcs ファイル書き込み手順 .............................. 14
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List of Figures
図 3.1-1 microSD カード=>FPGA 転送モード .................................................................................. 8
図 3.1-2 CONFIG.TXT サンプル ....................................................................................................... 9
図 3.2-1 BPI Flash => FPGA 転送モード .........................................................................................11
図 3.3-1 JTAG 転送モード ............................................................................................................... 12
図 3.3-2 Vivado Tcl Console GUI ..................................................................................................... 13
図 3.3-3 mcs ファイル書き込み手順その 1 ..................................................................................... 14
図 3.3-4 mcs ファイル書き込み手順その 2 ..................................................................................... 14
図 3.3-5 mcs ファイル書き込み手順その 3 ..................................................................................... 15
図 3.3-6 mcs ファイル書き込み手順その 4 ..................................................................................... 15
図 3.3-7 mcs ファイル書き込み手順その 5 ..................................................................................... 16
図 3.3-8 mcs ファイル書き込み手順その 6 ..................................................................................... 16
図 3.3-9 mcs ファイル書き込み手順その 7 ..................................................................................... 16
List of Tables
表 2.1.2-1 コンフィグレーションモード設定表 ............................................................................... 6
表 2.1.3-1 microSD カードエリア対応表 .......................................................................................... 7
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1. はじめに
本書は、TB-7VX-xxxT-PCIEXP 基板に搭載されている FPGA のコンフィグレーション方法に
ついて記載します。
・本ボード上の FPGA（Virtex-7）は、microSD カード、及び BPI Flash を用いたコンフィグレー
ションが可能です。
・ MODE 選択ロータリーSW（SW1）を設定することにより、下記のオペレーションが選択
できます。

microSD カードから FPGA（Virtex-7）へのコンフィグレーション

BPI Flash から FPGA（Virtex-7）へのコンフィグレーション

JTAG Cable を使用した BPI Flash へのデータ書き込み
・ microSD カードには 16 個のコンフィグレーションデータを保存することができ、この 16 個の
データを選択して FPGA（Virtex-7）へコンフィグレーションすることができます。
【注意】
microSD カードを抜き差しする場合は、必ずボードの電源を落としてから抜き差しを行って下さい。
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2. 操作部(SW,LED)
スイッチ関連
2.1.
2.1.1.
SW3（Virtex-7 Reconfiguration Push-SW）
【基板上シルク：V7_RCFG】
・ SW3 を押下することにより、SW1 によって選択されたオペレーションを実行します。
・電源を再立ち上げにおいても、同様の動作を行います。
・ SW3 は基板中央右にあります。
2.1.2.
SW1（MODE 選択ロータリーSW）
【基板上シルク：S3_MODE】
・下表に示すコンフィグレーションモードを選択します。
・ SW1 を所定の値に設定し、SW3 を押下するか、電源を再立ち上げすることにより、指定の
オペレーションが実行されます。
表 2.1.2-1 コンフィグレーションモード設定表
SW1
Mode 名
詳細
0
BPI =>FPGA
BPI から FPGA に 16bit Master BPI モードでコンフィグ
転送モード(16bit 転送)
レーションを行います。
microSD カード=>FPGA
microSD カードから FPGA に 16bit Slave SelectMap モードで
転送モード(16bit 転送)
コンフィグレーションを行います。
2-E
No operation
何も実行されません。
F
JTAG 転送モード
BPI Flash にコンフィグレーションデータを
1
書き込む場合に選択します。
## PC から JTAG ケーブルを使用し、FPGA に直接コンフィグレーションデータを書き込む場合は、
SW1 を “0” に設定して下さい。
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2.1.3.
SW2（AREA 選択ロータリーSW）
【基板上シルク：S3_AREA】
・ microSD カード => FPGA 転送モード時（SW1=1）使用します。
microSD カード上に格納されている CONFIG.TXT ファイル上で、#0～#F コマンドによって
関連付けされた 16 種類の bit ファイルを選択してコンフィグレーションを実行します。
（CONFIG.TXT ファイルの記載方法については、以降を参照下さい）
表 2.1.3-1 microSD カードエリア対応表
SW2
microSD カード収納データ
0
bit ファイル#0
1
bit ファイル#1
2
bit ファイル#2
3
bit ファイル#3
4
bit ファイル#4
5
bit ファイル#5
6
bit ファイル#6
7
bit ファイル#7
8
bit ファイル#8
9
bit ファイル#9
A
bit ファイル#A(10)
B
bit ファイル#B(11)
C
bit ファイル#C(12)
D
bit ファイル#D(13)
E
bit ファイル#E(14)
F
bit ファイル#F(15)
LED 関連
2.2.
2.2.1.
LED1（Spartan3AN のコンフィグレーション) 【基板上シルク：S3_CFG_DONE】
・ Virtex-7 のコンフィグレーション処理を行う Spartan3AN の DONE 信号をモニタしています。
・ Virtex-7 のコンフィグレーション開始前に、Spartan3AN が正常に立ち上がった時に点灯します。
2.2.2.
LED4（Virtex7 のコンフィグレーション）
【基板上シルク：V7_CFG_DONE】
(V7_CFG_DONE のシルクは、SO-DIMM 装着時には、見え難いので LED4 のシルクを参照
願います。)
・ Virtex-7 の DONE 信号をモニタしています。
・ Virtex-7 へのコンフィグレーションが正常に終了すると点灯します。
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3. コンフィグレーション手順
microSD カード => FPGA 転送モード (SW1 = 1)
3.1.
microSD
Spartan-3AN
Virtex-7
SW1
=1
microSDCard=>FPGA転送モード
図 3.1-1 microSD カード=>FPGA 転送モード
・ microSD カードに収納された bit ファイルを読み出し、FPGA にコンフィグレーションを行う
モードです。
・ microSD カードのルートディレクトリに”CONFIG.TXT”と bit ファイル(複数可)を書き込みます。

書き込みは Microsoft Windows をご利用下さい。
(Linux から microSD カードに書き込みを行うと、本システムでは正しく読み出せません)

Linux 版 ISE で生成された bit ファイルは使用できますが、Microsoft Windows を介して microSD
カードに書き込みを行って下さい。
・ CONFIG.TXT ファイルには、bit ファイル名や、各種パラメータを列記します。
(CONFIG.TXT ファイルが見つからない場合はコンフィグレーションを行いません)
3.1.1.
CONFIG.TXT
・ microSD カードから FPGA へコンフィグレーションを行う場合に、システム上で参照される
テキストファイルです。
・ファイル名は半角アスキーの“CONFIG.TXT”(小文字、大文字小文字混在も可)に固定化されて
おり、microSD カードのルートディレクトリに置く必要があります。
・ CONFIG.TXT ファイルで取り扱えるキャラクタは、半角アスキーコードのみです。
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3.1.2.
CONFIG.TXT サンプル
以下に、CONFIG.TXT ファイルのサンプルを示します。
図 3.1-2 CONFIG.TXT サンプル
3.1.3.
Commands
以下にテキストファイル内で有効なコマンドを示します。
(a) “/” (“slash”)
・コメントアウトを行います。
・行中に”/”を検出すると、”CR”までのそれ以降の文字列をコメントとして読み飛ばします。
(b) bitfile-name
・ bit ファイル名は 8 文字以下である必要があります。
・ bit ファイル名の前後にスペースや TAB を含むことができます。
(ファイル名の間にスペースや TAB を挿入することはできません。)
(c)#0 ~ #F : bitfile name
・ bit ファイル名を 0 から F の 16 個の 16 進数と関連付けを行います。
・本コマンドにより関連付けが行われた場合、AREA ロータリーSW の指定エリアと同一の
番号の関連付けが存在した場合、関連付けされた bit ファイルをコンフィグレーションの
対象とします。
・＃の後には、0~9(30h~39h) , A~F(41h~46h) 若しくは a~f(61h~66h)を置くことができます。
・ “:”の後に関連付けをしたいビットファイル名を記述します。
・ bit ファイル名の前後にスペースや TAB を含むことができます。
(ファイル名の間にスペースや TAB を挿入することはできません。)
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3.1.4.
制約事項
・使用する microSD カードは 2GBYTE 以下の FAT16 でフォーマットされたものをご利用下さい。
FAT32 でフォーマットされている 2GBYTE を超える SDHC 品には対応していません。
2GBYTE 以下の microSD カードでも、FAT32 で再フォーマットされたものは動作しません。
再フォーマットを行う場合は、FAT16(Microsoft Windows のボリュームのプロパティのファイル
システムでは FAT と表示されます)を選択して下さい。
・ bit ファイル名は英数字の 8 文字以下にして下さい。
大文字小文字どちらも使用できますが、識別は行いません。
”_”(アンダーバー)、”-“(ハイフン)も文字として使用できます。
・【注意】
8 文字以上のファイルを一旦 microSD カードにコピーして、カード上でファイル名を 8 文字以下に
修正した場合、修正後も依然 8 文字以上のファイルとして取り扱われます。その為、先頭の 7 文字
しかファイル名の識別要素として機能致しませんので、パソコンでファイル名を修正後、コピーを
行って下さい。
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3.2.
BPI Flash => FPGA 転送モード (SW1 = 0)
microSD
Spartan-3AN
Virtex-7
BPI Flash
SW1
=0
BPI Flash=>FPGA直接転送モード
図 3.2-1 BPI Flash => FPGA 転送モード
・ BPI Flash から mcs ファイルを読み出し、FPGA にコンフィグレーションを行うモードです。
このモードを使用する前に、JTAG 転送モード(SW1=F)を使用して、BPI にコンフィグデータを
転送する必要があります。
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3.3.
JTAG 転送モード (SW1 = F)
JTAG
microSD
Spartan-3AN
Virtex-7
BPI Flash
SW1
=F
JTAG 転送モード
図 3.3-1 JTAG 転送モード
・
Xilinx プログラムツール & JTAG ケーブルを使用し、BPI Flash に対し mcs ファイルの
書き込みを行うモードです。
・
BPI Flash 用 MCS ファイルの作成を行う場合は、Xilinx 配置配線ツール Vivado にて使用する
xxx.xdc に、下記記述を追加下さい。
set_property BITSTREAM.CONFIG.BPI_SYNC_MODE TYPE1 [current_design]
set_property BITSTREAM.CONFIG.UNUSEDPIN PULLNONE [current_design]
下記は必須ではございませんが、コンフィグレーション速度を上げる事ができます。
set_property BITSTREAM.CONFIG.CONFIGRATE 26 [current_design]
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3.3.1. BPI Flash => FPGA 転送モード用 xxx.mcs ファイル生成手順(フォーマット設定)
1.Xilinx Tool Vivado GUI 上の Tcl Console にて、コマンド cd を使用し、bit File が格納されている
フォルダに移動します。
(例) cd C:/MY_WORK/test_mcs
2.下記コマンドを入力し、xxx.mcs ファイルを生成します。
write_cfgmem -format MCS -size 128 -interface BPIx16 -loadbit "up 0x0 xxx.bit" -file xxx.mcs
(例) write_cfgmem -format MCS -size 128 -interface BPIx16 -loadbit "up 0x0 test.bit"
-file test.mcs
既存のファイルを上書きする場合は、-force を追加して下さい。
図 3.3-2 Vivado Tcl Console GUI
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3.3.2.
BPI Flash => FPGA 転送モード用 xxx.mcs ファイル書き込み手順
1.本基板の SW1 を “F” に設定し、JATG ケーブルで PC と基板を接続した状態で、電源を投入して
下さい。
2.Vivado GUI 上 “Open Hardware Manager” をクリックし、HardwareManager を起動します。
図 3.3-3 mcs ファイル書き込み手順その 1
3.”Open recent target” もしくは “Open a new hardware target” をクリックし、JTAG チェーン
を認識させます。
図 3.3-4 mcs ファイル書き込み手順その 2
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4.デバイスの型番を右クリックし、”Add Configuration Memory Device” をクリックします。
図 3.3-5 mcs ファイル書き込み手順その 3
5.設定画面が表示されますので、下記設定(Manufacturer : Micron , Type : bpi , Density(Mb) : 1024 ,
Width : x 16 , Memory Part : mt28gu01gaax 1e-bpi-x16 )を行い、”OK” をクリックして下さい。
図 3.3-6 mcs ファイル書き込み手順その 4
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6.下記画面が表示されますので、”OK” をクリックして下さい。
図 3.3-7 mcs ファイル書き込み手順その 5
7.下記設定画面が表示されましたら、”Configuration file” に xxx.mcs を設定し、”OK” を
クリックすると、BPI Flash への書き込みが開始します。
図 3.3-8 mcs ファイル書き込み手順その 6
8. 下記のように、表示されましたら、書き込みが完了です。SW1 を “0” に設定し、電源再投入、
もしくは SW3 を押下すると、BPI => FPGA にコンフィグレーションが開始します。
Virtex-7 へのコンフィグレーションが正常に終了すると LED4 が点灯します
図 3.3-9 mcs ファイル書き込み手順その 7
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PLDソリューション部
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