【回路設計ヒント】Spartan®-6 FPGA ファミリから Spartan®-7 FPGA ファミリへの置き換え ～コンフィグレーション編～
みなさんこんにちは。世界的な半導体の供給不足等で設計開発に影響が出ていて、AMD ザイリンクス社のSpartan®-6 FPGAファミリから Spartan®-7 FPGAファミリへの置き換えの需要が高まってきています。
そこで5回にわたって、回路設計の観点で置き換え時のポイントをお伝えしていきたいと思います。
今回はコンフィグレーションに着目します。
※引用した参考資料のページ数はバージョンにより異なる場合がございますので、予めご承知おきください
それでは始めましょう。
このブログは「FPGA設計ブログ一覧」の
Spartan®-6 FPGAファミリの置換 の
ひとつです。
目次
コンフィグレーションのデータサイズ
各FPGAのコンフィグレーションデータのサイズは、
[UG470] 7 Series FPGAs Configuration User Guide
に掲載されています。
※画像クリックで大きな画像が表示されます。
Spartan®-7
UG470
出典：UG470 (v1.13.1) 7 Series FPGAs Configuration User Guide＜P.14＞
https://japan.xilinx.com/content/dam/xilinx/support/documentation/user_guides/ug470_7Series_Config
（参照 2022/6/30）
なお、コンフィグレーションデータのサイズはデザインの内容に関係なく、表に掲載されたサイズのままです。
コンフィグレーションのモード
コンフィグレーションのモードですが、Spartan®-7はBPIがサポートされていません。
また、モード設定のMSELが1bit増えて3bitになっています。
※画像クリックで大きな画像が表示されます。
Spartan®-6
UG380
Spartan®-7
UG470
出典：UG380 (v2.11) Spartan-6 FPGA Configuration User Guide＜P.23＞
https://japan.xilinx.com/content/dam/xilinx/support/documentation/user_guides/ug380
（参照 2022/6/30）
出典：UG470 (v1.13.1) 7 Series FPGAs Configuration User Guide ＜P.21＞
https://japan.xilinx.com/content/dam/xilinx/support/documentation/user_guides/ug470_7Series_Config
（参照 2022/6/30）
コンフィグレーション用端子
コンフィグレーション関連BANKの電圧選択端子「CFGBVS」が新たに追加されています。
コンフィグレーション関連のBANK(0,14,15)のVCCO電圧が、3.3Vまたは2.5Vの時にはVCCO_0を、1.8Vまたは1.5Vの場合にはGNDに接続します。
使用するコンフィグレーションのモードによって、コンフィグ関連BANKのVCCOに接続できる電圧が異なりますのでご注意ください。
Spartan®-7
UG470
出典：UG470 (v1.13.1) 7 Series FPGAs Configuration User Guide＜P.34＞
https://japan.xilinx.com/content/dam/xilinx/support/documentation/user_guides/ug470_7Series_Config
（参照 2022/6/30）
コンフィグレーション中の端子の状態を設定する端子の名称が「HSWAPEN」から「PUDC_B」に変更され、専用端子から多機能端子に変更されています。
※画像クリックで大きな画像が表示されます。
Spartan®-6
UG380
Spartan®-7
UG470
出典：UG380 (v2.11) Spartan-6 FPGA Configuration User Guide ＜P.41＞
https://japan.xilinx.com/content/dam/xilinx/support/documentation/user_guides/ug380
（参照 2022/6/30）
出典：UG470 (v1.13.1) 7 Series FPGAs Configuration User Guide＜P.27＞
https://japan.xilinx.com/content/dam/xilinx/support/documentation/user_guides/ug470_7Series_Config
（参照 2022/6/30）
オプションのコンフィグレーションクロックは、Spartan®-6 では「USERCCLK」でしたが、Spartan®-7 では名称が「EMCCLK」と変更になっています。
対応ROM
コンフィグレーションに対応しているROMデバイスのメーカー・シリーズ名は、
[UG908] Vivado Design Suite User Guide Programming and Debugging
に掲載されています。
※以下は抜粋
※画像クリックで大きな画像が表示されます。
Spartan®-7
UG908
出典：UG908 (v2021.2) Vivado Design Suite User Guide Programming and Debugging＜P.359＞
https://docs.amd.com/viewer/book-attachment/uq~CQDshwFq3mFpYZRf~mg/KjiZkdsy6oNsym866~tMNw
（参照 2022/7/1）
まとめ
- ・機能端子に違いあり
- ・コンフィグモードによって使用するBANKとVCCOの電圧関係に注意する
いかがでしたでしょうか。今回は以上となります。
次回はA/Dコンバータ とDDRメモリインタフェースに着目します。
最後までお付き合いいただきありがとうございました。
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