AMD Xilinx 7系列FPGA的Multiboot多bit配置

Multiboot是一種在AMD Xilinx 7系列FPGA上實現(xiàn)雙鏡像（或多鏡像）切換的方案。它允許在FPGA中加載兩個不同的配置鏡像，并在需要時切換。

Multiboot方案直接操作兩個鏡像，通常稱為G鏡像（Golden）和M鏡像。G 鏡像通常是一個穩(wěn)定的、無需更新的鏡像，而M鏡像是需要更新的鏡像。在正常情況下，F(xiàn)PGA應(yīng)該加載M鏡像并運行。假如M鏡像加載失敗，可以回退到G鏡像。

IPROG是一條命令，放在G鏡像中的開頭部分。當(dāng)FPGA從Flash中讀取到 IPROG命令時，會跳過后續(xù)的數(shù)據(jù)，直接從設(shè)置的地址開始加載M鏡像。當(dāng)M鏡像加載失敗時，F(xiàn)PGA會回退到G鏡像。Fallback可能由ID Code錯誤、CRC錯誤、Watchdog超時等條件觸發(fā)。Watchdog超時是一種保證加載失敗時一定會觸發(fā)的機制。

FPGA內(nèi)部的配置寄存器會記錄加載狀態(tài)。當(dāng)發(fā)生Fallback時，會自動忽略IPROG命令，直接加載G鏡像的后續(xù)部分。

優(yōu)點

多功能性：Multiboot允許將多個bitstream存儲在配置Flash中，實現(xiàn)多個 bitstream之間的動態(tài)切換。這使得FPGA可以用于多種任務(wù)。 靈活性：在一個工程中實現(xiàn)多個功能模塊，每個模塊不需要同時運行。通過 Multiboot，可以使用相對較小規(guī)模的FPGA來實現(xiàn)不同功能模塊，從而提高性價比。

遠程升級支持：Multiboot和Fallback支持FPGA遠程在線升級。如果升級 bitstream出現(xiàn)錯誤，可以觸發(fā)Fallback，返回到Golden Image正常運行。

缺點

資源占用：Multiboot 需要一定的邏輯資源來實現(xiàn)雙鏡像切換邏輯，會占用FPGA 的一部分資源。

設(shè)計復(fù)雜性：實現(xiàn)Multiboot需要仔細設(shè)計和配置，確保正確的跳轉(zhuǎn)和切換邏輯。不當(dāng)?shù)呐渲每赡軐?dǎo)致錯誤或不穩(wěn)定的行為。

Multiboot功能可實現(xiàn)多個bitstream之間的動態(tài)切換，從而實現(xiàn)多種任務(wù)；Multiboot和Fallback可以支持實現(xiàn)FPGA遠程在線升級，當(dāng)升級bit有錯誤可以觸發(fā)Fallback來返回到Golden Image正常運行。Golden Image通常包含F(xiàn)PGA實現(xiàn)的基本功能，例如外設(shè)配置和初始化、遠程升級等基本功能。

審核編輯：湯梓紅