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FPGA 外接 5 个 FLASH

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 楼主| 发表于 2024-8-2 18:13 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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本帖最后由 超級狗 于 2024-8-6 23:38 编辑 : u8 [+ D/ d- g3 a+ D6 W

$ M6 j# I0 S7 c8 K今天发现别人的板子上有个很新奇的设计,FPGA外接了5个FLASH(不是配置程序用吗,板子背面有个单独的配置flash),不知道这么设计的意图是什么,有懂的朋友可以分享讨论下。FPGA型号是spatran6,flash型号25q128jvsq(QSPI接口)
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Winbond W25Q128JV.pdf

2.4 MB, 下载次数: 0, 下载积分: 威望 -5

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谢谢分享!: 5.0
我不能是一個 I2C 或 SPI Mux 的 FPGA 設計嗎?^oo^  发表于 2024-8-2 18:51
谢谢分享!: 5
你得先講這板子的功用,不然就會是元宵節燈謎了!>_<|||  发表于 2024-8-2 18:48

评分

参与人数 1威望 +5 收起 理由
超級狗 + 5 元宵節燈謎出題獎勵!

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2#
发表于 2024-8-4 20:38 | 只看该作者
可能四个是功能性的,反正fpga里面的逻辑可以自己编辑

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3#
 楼主| 发表于 2024-8-5 08:58 | 只看该作者
这个板子是仿的官方的 USRP X310的板子。板子我只截图了一部分,spatran6对外接的是一个串口,对内接的是K7的FPGA。可以通过串口实现对K7芯片的远程更新。我理解的是程序先通过串口固化到spatran6外接的那几个FLASH里,然后启动的时候,K7通过spatran6再加载程序。这样估计很多人要问了,为什么不直接把串口连接到K7上,这样岂不是更方便。当时我也是这样想的,但是为了兼容官方的远程升级文件,而官方的远程升级文件里是不带串口这部分功能的(官方是通过万兆网升级的)。所以只能通过spatran6来实现这个功能。我就是不明白为啥要用5个串行的FLASH

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既然是猜想,那就随意发挥, 你提到了这里面由一个spatran6, 一个K7 , 这2个人家一人挂2个Flash 可以吧?[/backcolor] 另外,单板的IP,其他的各种参数文件这些不能因为你升级就擦掉吧,那在用一个flash 不就很  详情 回复 发表于 2024-8-5 11:04

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发表于 2024-8-5 11:04 | 只看该作者
cwfang2013 发表于 2024-8-5 08:58
3 T6 z1 R9 h8 ^这个板子是仿的官方的 USRP X310的板子。板子我只截图了一部分,spatran6对外接的是一个串口,对内接的是K7 ...
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既然是猜想,那就随意发挥,1 N2 r" @; Z' _/ e8 E
你提到了这里面由一个spatran6, 一个K7 , 这2个人家一人挂2个Flash 可以吧?) l, S" H4 @4 Y& x" _& _
另外,单板的IP,其他的各种参数文件这些不能因为你升级就擦掉吧,那在用一个flash 不就很合理5 ?! I' C) G/ T4 k/ v( C
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点评

不是这样的,本身spatran6和K7都有自己单独的FLASH,这5个FLASH是额外接在[/backcolor]spatran6上的,我只知道是用来远程升级K7的程序用的,至于为啥这样用,我没想明白。[/backcolor]  详情 回复 发表于 2024-8-5 15:01

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 楼主| 发表于 2024-8-5 15:01 | 只看该作者
myiccdream 发表于 2024-8-5 11:043 p: @; @  z& |2 D* b; c. N8 P
既然是猜想,那就随意发挥,% T3 ~* F/ S3 S- `
你提到了这里面由一个spatran6, 一个K7 , 这2个人家一人挂2个Flash 可以 ...

' v5 a! V7 Y) W% d; E不是这样的,本身spatran6和K7都有自己单独的FLASH,这5个FLASH是额外接在spatran6上的,我只知道是用来远程升级K7的程序用的,至于为啥这样用,我没想明白。
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軟件有多大就需要有多大的緩衝區(Buffer)。 一般的閃存不支原邊寫邊讀(執行),  详情 回复 发表于 2024-8-5 23:13

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发表于 2024-8-5 23:13 | 只看该作者
本帖最后由 超級狗 于 2024-8-5 23:58 编辑
9 ^' p& [" M* z! U
cwfang2013 发表于 2024-8-5 15:01
. C9 }9 Z/ P3 C6 ]不是这样的,本身spatran6和K7都有自己单独的FLASH,这5个FLASH是额外接在spatran6上的,我 ...

- `3 |1 H/ y8 A
  • 一般的閃存不支援邊寫邊執行),所以需要緩衝區Buffer)把待更新的軟件先預存起來,等整顆閃存抹除後再逐一寫入。
  • 軟件有多大、就需要有多大的緩衝區Buffer),要接 5 顆閃存表示軟件的容量不小。
  • 閃存為什麼不直接接 K7 上面?我猜為了讀寫速度,這 5 顆應該都是支援 QSPI 的 Serial Flash(你自己也說是 QSPI Serial Flash 沒錯),通常 MCU 或 CPU 上的 QSPI 接口只有一組,你得想辦法變成 5 組,才有辦法接 5 顆 QSPI Serial Flash。
  • 或者說 K7 根本沒有 QSPI 接口,需要 FPGA 來擴展出 QSPI 接口。(AMD K7 沒有 QSPI 介面吧?)
  • 僅為推測,如果你無法得知動作原理,大家就只能猜。但你若得知動作原理,自然也不必來問我們了。早說過,這題是元宵節燈謎,你覺得誰掰得有道理,就信誰吧!  l  `0 i' A, P0 k3 c0 q4 @8 i* J
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点评

狗版主说的没问题,这5个FLASH就是用来预存K7的逻辑。等K7工作的时候通过SPANTAN6 FPGA把5个FLASH里面的程序加载出来。这几个芯片之间的逻辑关系没问题,有个疑问点是SPANTAN6为什么不直接接一个并行的Flash,非要挂  详情 回复 发表于 2024-8-6 16:24

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发表于 2024-8-6 00:02 | 只看该作者
本帖最后由 超級狗 于 2024-8-6 00:06 编辑
( H2 m4 ~, c( j. B5 `4 t% P4 J
/ o5 `7 Q! P/ K* @1 L3 d啊哈~原來都是人家提供的參考設計Reference Design)!$ d! e* `6 P* c& l$ f. ^/ w+ P
; T+ Y, B! ~$ y1 f6 l
How to use QSPI Flash on Kintex71 }. J' w* Q  f# {7 V4 N
; d& {/ K5 n% B5 ^3 r
How to use QSPI Flash on Kintex7 (xilinx.com)! j$ z- g4 S; F/ G
" }' D* c: S' m# B$ A# D
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 楼主| 发表于 2024-8-6 16:24 | 只看该作者
超級狗 发表于 2024-8-5 23:13
  • 一般的閃存不支援邊寫邊讀(執行),所以需要緩衝區(Buffer)把待更新的軟件先預存起來,等整顆閃 ...
  • 9 q4 L+ G' P" T; l& e# H
    狗版主说的没问题,这5个FLASH就是用来预存K7的逻辑。等K7工作的时候通过SPANTAN6 FPGA把5个FLASH里面的程序加载出来。这几个芯片之间的逻辑关系没问题,有个疑问点是SPANTAN6为什么不直接接一个并行的Flash,非要挂5个QSPI接口的FLASH# _! C# @0 T; Q; S2 `

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    谢谢分享!: 5.0
    樓主:關於您的元宵節燈謎,我看了一晚的原理圖,似乎有那麼一點感覺了。 您說這板子是仿 USRP X310 的設計,在沒有更多資訊的狀況下,我們就姑且當它和 USRP X310 的架構相同。 系統架構分析 從方塊圖來看,  详情 回复 发表于 2024-8-7 11:30
    谢谢分享!: 5
    有 PCIe PHY 和 Parallel Flash 的型號否?從方塊圖來看,如果 Parallel Flash 是掛在 PCIe 底下,感覺是以 SSD 的型態存在系統中。^_^  发表于 2024-8-6 22:50
    少了幾張關鍵的原理圖,但是方塊圖還是能參考。  详情 回复 发表于 2024-8-6 21:21

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    9#
    发表于 2024-8-6 21:21 | 只看该作者
    cwfang2013 发表于 2024-8-6 16:24
    # n! R6 T; J1 a狗版主说的没问题,这5个FLASH就是用来预存K7的逻辑。等K7工作的时候通过SPANTAN6 FPGA把5个FLASH里面的 ...
    : X- R1 g. s1 f+ k2 _0 i7 m
    少了幾張關鍵的原理圖,但是方塊圖還是能參考。
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    USRP X3X0 Block Diagram.jpg (74.34 KB, 下载次数: 10)

    USRP X3X0 Block Diagram.jpg

    USRP x3xx.pdf

    1.7 MB, 下载次数: 0, 下载积分: 威望 -5

    该用户从未签到

    10#
    发表于 2024-8-6 22:59 | 只看该作者
    AMD 自從收購 Xilinx 之後,兩種產品有 K7 這個代號。
    • AMD Athlon 系列處理器代號是 K7
    • Xilinx Kintex-7 系列 FPGA 代號也叫 K7, w6 g& k0 ~$ k! ?

    " K- K/ ~( g' M& y在還沒看到原理圖之前,我是被你弄得暈頭轉向。
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    11#
    发表于 2024-8-7 11:30 | 只看该作者
    本帖最后由 超級狗 于 2024-8-10 11:04 编辑
    # q$ _) D) j. J" R1 o
    cwfang2013 发表于 2024-8-6 16:243 c1 }3 f) w" x1 h( R
    狗版主说的没问题,这5个FLASH就是用来预存K7的逻辑。等K7工作的时候通过SPANTAN6 FPGA把5个FLASH里面的 ...

    7 L1 g- e( W8 h; c1 p樓主:
    $ ~/ \; @& w8 E; `3 b' `$ B關於您的元宵節燈謎,我看了一晚的原理圖,似乎有那麼一點感覺了。
    , ^+ j0 K/ T. s  f" Y2 A
    " r; n6 p* J' Q您說這板子是仿 USRP X310 的設計,在沒有更多資訊的狀況下,我們就姑且當它和 USRP X310 的架構相同。
    ! r3 \6 o5 s1 |" S' {
    : r  B5 m# T2 H' F. V+ L  t, S% b系統架構分析
    9 a( K3 n5 |6 v, U% ?4 o) ^6 S) U從方塊圖來看,系統似乎被設計為類 x86 PC 的架構。系統開機後,從 PCIe 硬碟SSD)將軟件載入到 DRAM 中執行。為什麼要這樣做?這個問題和你的疑問,「為什麼閃存不直接掛到 Kintex-7 上?」有那麼點關係。而想要再多放一個 SSD 上去,則會受限於 PCIe PHY 的能力,也許它就只支援兩個插槽Slot)系統都給用掉了。
    ) [( s$ U3 t' q# v! H1 u/ J- s& u% \7 Q# D4 o, ?+ d' Z' t
    為什麼閃存不直接掛到 Kintex-7 上?0 r% d7 @( F2 f2 B* W) {' ]
    • QSPI Serial Flash Winbond 25Q128JVSQ 一顆的容量有 16MB,五顆構成的更新緩衝區Buffer),總共有 16MB x 5 = 80MB。如果要用 Parallel Flash 你可以算一下,16 bit Data + 128MB 的定址線Address)+ Read / Write + Chip Select 總共需要多少個 FPGA I/O。Kintex-7 已經沒剩下那麼多管腳讓你用了。
    • 玩過 FPGA 的人都知道,高速訊號設計時最好都放在同一個或相鄰的 Bank,延遲Delay)才能降到最低。Kintex-7 沒有多餘的 Bank 能用了,即便從各個 Bank 東拼西湊挪出足夠的管腳,也無法滿足前述延遲Delay)的要求。
    • Kintex-7 內部還剩下多少的 Gate Count,讓我們能設計出這樣的電路,又是另一個問題。
    • QSPI Controller 設計上所需要的訊號較少,耗用 FPGA 的 Gate Count 也相對少。在能擠進現有 Kintex-7 內部的前提下,可能是一個較好的折衷方案。
      : d9 C* \: h6 [, L- N/ T3 _

    # D1 Z4 n1 [  ?7 I$ Q3 H6 M綜合上述小弟的豬腦推論,這可能就是您要的答案了!1 ^- ?: u# E' G

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    ) p  M" D! T3 L3 ?% ?! a1 g6 M0 V) P$ h9 r9 P/ `, {: `- Z

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    点评

    版主,这两天忙着设计板子,没空看帖子。您的观点也是对的,但是实际用的时候不是这样用的。产品最终使用中,PCIE是没有用的,用的是万兆电口和X86主板通信,程序升级都是通过万兆网完成的。实际的X310原理图中关于P  详情 回复 发表于 2024-8-15 09:05
  • TA的每日心情
    开心
    2023-11-17 15:11
  • 签到天数: 3 天

    [LV.2]偶尔看看I

    12#
    发表于 2024-8-8 15:53 | 只看该作者
    版主厉害,分析得完美

    评分

    参与人数 1威望 +5 收起 理由
    超級狗 + 5 因為不會有解答,只能說是合理的推測!

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    该用户从未签到

    13#
     楼主| 发表于 2024-8-15 09:05 | 只看该作者
    超級狗 发表于 2024-8-7 11:30$ X$ o2 H8 h% O2 X: m5 ]- g
    樓主:
    2 O' g* B$ r& ^* l5 a" w/ Q關於您的元宵節燈謎,我看了一晚的原理圖,似乎有那麼一點感覺了。

    + e% X, j; z1 L版主,这两天忙着设计板子,没空看帖子。您的观点也是对的,但是实际用的时候不是这样用的。产品最终使用中,PCIE是没有用的,用的是万兆电口和X86主板通信,程序升级都是通过万兆网完成的。实际的X310原理图中关于PCIE PHY不是开源的,但是我通过我们FPGA程序里的引脚分配能看出来,PCIE PHY芯片占用了很多管脚,它是并行转串行的一个芯片。它的设计意图其实一直捉摸不透,K7 FPGA是自带PCIE核的,完全可以通过GX(高速接口)直接接PCIE,而不是并行转串行,省出来的IO完全够接把并行FLASH接在FPGA上。

    该用户从未签到

    14#
    发表于 2024-8-15 11:12 | 只看该作者
    本帖最后由 超級狗 于 2024-8-15 11:40 编辑
    5 _$ `/ t* c  j5 u
    cwfang2013 发表于 2024-8-15 09:05. t2 y6 `/ q- ~3 O4 [! J) h/ `1 u& v
    版主,这两天忙着设计板子,没空看帖子。您的观点也是对的,但是实际用的时候不是这样用的。产品最终使用 ...
    6 [' \6 a. d- B. M) }. P" Z
    PCIe PHY 的介面 8 bit 是送、收分開,這個我找了 NXP PCIe PHY PX1011B Datasheet 參考過。
    : e0 F0 Q3 f% }! x. X& @  ?9 f9 G* x3 ]- B0 }+ e* j1 h

    NXP PX1011B Block Diagram.jpg (57.5 KB, 下载次数: 5)

    NXP PX1011B Block Diagram.jpg

    NXP PX1011B.pdf

    329.24 KB, 下载次数: 0, 下载积分: 威望 -5

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