Achronix的每个实例Speedcore eFPGA在ASIC或SoC设计中，必须在系统通电后进行配置，因为Speedcore eFPGA采用非易失性SRAM技术来存储eFPGA的配置位。每个Speedcore实例都包含自己的FPGA配置单元（FCU），用于初始化、配置和管理Speedcore eFPGA的核心逻辑阵列。例如，如果在ASIC/SoC设计中实例化三个Speedcore eFPGA，则芯片上将有三个FCU。每个FCU都有一组配置引脚和一组配置模式引脚，有助于确定配置引脚的操作方式。
下图显示了ASIC/SoC、包括FCU的Speedcore eFPGA边界逻辑和Speedcore eFPGA核心逻辑之间的关系：
如上图所示，FCU的配置模式引脚为标记为JTAG、CPU和Flash的三个模式相关块供电，这是FCU中可用的三种配置接口。FCU的配置模式引脚以及eFPGA JTAG控制器中基于寄存器的设置决定了配置引脚的操作方式。
配置模式引脚可以单独在CPU和Flash模式之间进行选择。然而，JTAG配置模式独立于配置模式引脚。JTAG模式是通过发送FCU命令来启用的，这些命令在Speedcore eFPGA的JTAG TAP控制器中设置了适当的位。一旦JTAG模式被启用，它就会覆盖配置模式引脚的设置，直到被禁用。该组织允许JTAG控制器控制eFPGA，而不管配置模式设置如何。
这三种配置模式各自具有独特的优势。
CPU配置模式
FCU的CPU配置模式允许外部CPU充当主控器，以控制Speedcore eFPGA的编程操作，在这种模式下，它充当从控器。CPU模式在1、8、16、32或128位宽的并行接口上运行。
CPU模式是Speedcore eFPGA最快的配置模式，因为它允许eFPGA的配置比特流以最大支持的时钟速率通过128位总线（在其最宽的配置中）进入FCU。所有Speedcore eFPGA配置模式都支持100 MHz的最大时钟速率，因此CPU配置模式中的最大比特流配置数据速率为12.8 Gbits/sec。
串行闪存配置模式
FCU的Speedcore eFPGA串行闪存配置模式允许FCU从SPI串行NOR闪存加载配置比特流。在此模式下，eFPGA为主控器，为SPI闪存提供时钟。与CPU配置模式一样，串行闪存配置模式的最大时钟速率为100 MHz。然而，并非所有串行闪存设备都能在100 MHz下运行。为了适应这种潜在的限制，FCU可以根据ASIC/SoC提供给FCU的时钟，以三种额外的时钟速率驱动闪存的时钟。串行闪存的四种可用时钟速率为：
- 除以1（全速）
- 除以2
- 除以4
- 除以8（默认值）
使用Achronix生成配置比特流时选择时钟速率ACE设计工具。使用ACE GUI的“比特流生成实现选项”部分中的“串行闪存时钟分频器”下拉菜单配置选择。最初在通电时，FCU的串行闪存配置模式使用8分频闪存时钟运行，因为这是最安全的时钟速率，与任何闪存设备兼容。在配置比特流早期嵌入的FCU命令可以增加ACE工具设置的闪存时钟速率，以减少从串行闪存加载配置时的总体配置时间。
Speedcore eFPGA的串行闪存模式设计用于1位宽的闪存设备。也可以在4位模式下操作，该模式从四个1位宽的闪存设备中的每一个接受一位（如下图所示），这导致配置时间更快，并允许存储更大的配置比特流。
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JTAG配置模式
FCU的JTAG配置模式采用Speedcore eFPGA的JTAG Tap控制器，该控制器符合IEEE Std 1149.1标准。由于Speedcore JTAG实现用于比特流编程以及实时、系统内控制和观察，因此JTAG TAP控制器在收到适当的数据寄存器（DR）命令后可以控制FCU，而不管eFPGA的配置模式引脚设置如何。
当使用JLOAD DR指令设置为JTAG配置模式时，Speedcore TAP控制器接受ASIC/SoC JTAG TDI数据输入引脚上JTAG端口提供的配置数据，并将其转换为FCU内JTAG逻辑的指令。FCU中的JTAG逻辑使用这些DR指令来组装标准的128位Speedcore配置帧，然后将其转发到FCU状态机，加载eFPGA的配置存储器并配置eFPGA的核心逻辑。
尽管Speedcore JTAG端口可以像eFPGA的其他配置模式一样以最大100 MHz的时钟速率运行，但JTAG配置模式是三种配置模式中最慢的，因为它是一个1位接口，加上添加到配置比特流中的大量通信开销位，以符合JTAG指令协议。
注：本系列博客的第2部分将讨论使用三种Speedcore eFPGA配置模式的配置编程时间。
如需更深入的Achronix Speedcore eFPGA配置技术，包括将多个Speedcore eFPGA内核连接到ASIC/SoC上的一个CPU内核的方法、比特流加密功能和CRC错误检查，请下载 Speedcore配置用户指南 （UG061）.