沼津高専 電子制御工学科
MIRSMG3D FPGA書き込み手順書
MIRSMG3D-MG3S-0002
改訂記録
版数 作成日 作成者 承認 改訂内容
A01 2014.03.03 稲鶴 牛丸 初版
A02 2014.07.11 牛丸 牛丸 A02版
A03 2014.11.19 牛丸 牛丸 A03版

目次


1.はじめに

MG3Sの開発に伴ってFPGAボードをMS104-FPGA/CⅢに変更した。
MS104-FPGA/CⅢは、それまでのFLEX10K:EPF10K10を搭載したFPGAボードとは設計データの書き込み方法が異なる。
本ドキュメントはMS104-FPGA/CⅢに設計データを書き込む手順と、そのために必要なプログラムファイル(POFファイル)の出力方法を解説する。

2.QuartusⅡによるPOFファイルの出力方法

QuartusⅡでコンパイルを行うと、コンフィギュレーション用のSOF ファイルが出力される。SOF ファイ ルはFPGAボードに書き込むことはできないので、SOFファイルをPOFファイルに変換する必要がある。

  1. コンパイル

    2. QuartusⅡで編集した設計データをコンパイルする。ワークフォルダにSOFフ ァイルが出力される。

  2. Convert Programming Files

    3. QuartusⅡの[File]メニューから[Convert Programming Files]を選択する。

  3. 出力ファイルの設定

    4. Output programming file の項目を以下のように設定する
    項目 設定値
    Programming file type Programmer Object File(.pof)
    Configuration device CFI_64MB
    Mode Active Parallel
    File name 任意のファイル名.pof (今回はisa3.pof)



  4. 変換ファイルの設定

    5. [Configuration Master]を選択し、[Add File...]をクリックする。
    [Select Input File]ウィンドウが表示されるので、変換するSOFファイル(isa3.sof)を選択する。



  5. スタートアドレスの設定

    6. [SOF Data]を選択し、[Properties]をクリックする。
    [SOF Data Properties]ウィンドウが表示されるので、SOF ファイルのページを選択し、Address mode for selected pages の設定を次のように変更する。

    変更前 変更後
    Auto Start
    0x0 0x20000



  6. POF ファイルの出力

    7. 設定が全て完了したら[Generate]をクリックし、変換を開始。変換が成功すると「Generated isa3.pof successfully」ダイアログが表示され、ワークフォルダにPOF ファイルが出力される。

3.QuartusⅡによるFLASHROMの書き込み方法

  1. USB Blaster ケーブルの接続

    2. USB Blaster ケーブルをPCの USB ポートに接続する。

  2. PFLファイルの準備

    3. MIRSMG3D FPGA Quatus設計データ・POFファイルおよびPFLファイルから、fpga.zipをダウンロードして解凍する。
    解凍したファイルを適当なフォルダにコピーする。

  3. Programmer の起動

    4. uartusⅡの[Tools]メニューから[Programmer]を選択する。

    このとき「ファイルが存在しない」という警告が出来る場合があるが無視してよい。

  4. ハードウェアのセットアップ

    5. [Programmer のMode:]を「JTAG」に設定する。[Hardware Setup]をクリックするとハードウェアセットアップウイン ドウが表示されるので、Hardware Settings タグで[Currently selected hardware:]から「USB-Blaster[USB-0]」を選択する。



  5. PFL ファイルの選択

    6. Programmer の[Add File]をクリックして、先程コピーした[fpga]のフォルダ内の [ms104-fpga_write] 内にある「ms104-fpga_write.sof」を選択する。



  6. FLASHROM の追加

    7. 追加したSOF を選択し、右クリック。 表示されたメニューから、[Attach Flash Device...]を選択する。

  7. FLASHROM の選択

    8. [Device family]から[Flash Memory]を選択し、[Device name]から-[CFI_64MB]を選択する。



  8. コンフィギュレーションファイルの選択

    9. 追加した[CFI_64MB]を選択し、右クリックします。 表示されたメニューから、[Change File...]を選択して、作成したPOFファイル（上の例では isa3.pof）を選択する。



  9. 書き込み開始

    10. USB Blaster ケーブルを FPGAボードのJTAB端子に接続し、FPGAに電源を供給する。

    電源供給の方法

    • FPGAボードがMIRSに搭載されている場合
      フラッシュメモリをCPUボードが取り外しOSを起動しないようにして、電源ボードから電源を供給する。
    • FPGAボードがMIRSから分離されている場合
      外部の5V電源をFPGAボードのDCジャックに接続し、電源を供給する。
    [EP3C16F484]及び[CFI_64MB]-[Page0]の[Program/Configure]を選択し、Start をクリックしPOFファイルを書き込む。



  10. 書き込み完了

    11. 書き込みが完了するとコンソールに「EndedProgrammer opetation ・・・」と表示される。

  11. リコンフィギュレーション

    12. FLASHROM にプログラムが書き込まれた状態でリコンフィギュレーションスイッチを押すか、または電源を再投入するとFPGA の回路が更新される。


3.参考ファイル

MS104-FPGA/CⅢ FLASHROM の書き込み方法
MS104-FPGA/CⅢ Hardware Manual