EPCSインターフェース

Embedded Peripheral IPマニュアルでは詳細が記述されておらず、HALドライバを使ってね、とある。

気になるではないか。中身はどうなっているのだ？

基本はSPIインターフェース

EPCSのデータシート(http://www.altera.co.jp/literature/hb/cfg/cyc_c51014.pdf)や生成されたHALドライバのソースを見れば、 SPIであることが容易に分かる。

実際、説明無しレジスタのうち(Read Data～Slave Enable)は、SPI Coreのレジスタと同一になっている。

オフセット¹⁾	レジスタ	R/W	説明
0x000 .. 0x0FF	Boot ROM Memory	R	先頭256bytesのデータを直接読めるエリア。ブート領域に使うため。
0x100	rxdata (Read Data)	R	SPI Coreのレジスタ(0～5)と同じ
0x101	txdata (Write Data)	W
0x102	status (Status)	R/W
0x103	control (Control)	R/W
0x104	reserved
0x105	slaveselect (Slave Enable)	R/W
0x106	End of Packet	R/W

デバイスの識別

Read Silicon IDコマンド(0xab)を送信²⁾すると、1byteのIDが返ってくる。IDにより、容量等を判断可能。

ID	型番	容量	ブロック数	ブロック長
0x10	EPCS1	1Mb	4	32768
0x12	EPCS4	4Mb	8	65536
0x13	EPCS8	8Mb	16	65536
0x14	EPCS16	16Mb	32	65536
0x16	EPCS64	64Mb	128	65536
0x18³⁾	EPCS128	128Mb	64	262144

コンフィグレーションデータ長の読み方

FPGAのコンフィグレーションはEPCSの先頭(オフセット0x0)に置かなければならない。従って、EPCS上にNiosIIのコード等を格納する場合は、コンフィグレーションデータより後ろに配置する必要がある。もし、コンフィグレーションデータの直後に置く場合にはコンフィグレーションデータの長さが知りたくなるが、どうやって読み取るか。

CycloneIII/CycloneIVの場合

0x27～0x21バイト目のbit3を繋げる→長さ情報のbit31～25の値。

0020: 6A F7 F7 F7 F7 F7 F7 F3 FB F2 F9 FA F9 F1 F8 F8
(bit3)    ^0 ^0 ^0 ^0 ^0 ^0 ^0
(位置)    25 26 27 28 29 30 31

0x48～0x30バイト目のbit2を繋げる→長さ情報のbit24～0の値

0030: FC F8 F9 FA FF F9 FC F8 FB FB FF FF F9 FD FD FC
(bit2) ^1 ^0 ^0 ^0 ^1 ^0 ^1 ^0 ^0 ^0 ^1 ^1 ^0 ^1 ^1 ^1
(位置) 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15

0040: F8 F8 FC FC FA FE FA FA FA 2B 88 FF FF FF FF FF
(bit2) ^0 ^0 ^1 ^1 ^0 ^1 ^0 ^0 ^0
(位置) 16 17 18 19 20 21 22 23 24

繋げると、0b00000000_00101100_11101100_01010001 → 0x002cec51
この値はビット単位なので、8で割ってバイト単位にする。→ 368010.125
切り上げたら完成。→ 368011

ためしに、ツールで読み取ったサイズと比較してみる。

$ sof2flash --input=mruby.sof --output=mruby.flash --offset=0
$ nios2-elf-size mruby.flash
text    data     bss     dec     hex filename
      0  368011       0  368011   59d8b mruby.flash
                           ↑合ってる！

なお、rbfのファイルサイズともぴったり一致する。

圧縮時の注意

Compressionを有効にすると、上記のルールで読み取ったサイズよりも1バイト大きくなる模様。最終サイズが偶数のときも奇数のときもあるので、バウンダリの関係でもないようだ。ヘッダから圧縮の有無を判別する方法が分からないので、コンフィグレーションデータの末端数十バイトが0xFFであることを利用して判別するしかなさそう。

¹⁾

Cy1とCy2除く

²⁾

後ろに3byteのダミーwriteも必要

³⁾

これはRead Silicon IDではなく、Read Device IDコマンド(0x9f)で読み取れる

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