FPGA实现串口升级及MultiBoot（十一)QuickBoot介绍

MultiBoot在流行前官方也推出过QuickBoot作为保证升级的方式，但是不知什么原因，该方式的参考例程已经被官方PASS掉了，下面是官方的说明：

https://adaptivesupport.amd.c...

至于原因，后面我们总结时候再分析。

介绍

使用MultiBoot进行远程更新的架构如下：

图1：MultiBoot远程更新架构-来源：XAPP1081

MultiBoot 的两个程序都需包含 warm boot jump sequence，warm boot jump sequence 包含 WBSTRA（用于指定程序加载地址）、IPROG（用于重启 FPGA 配置并从 WBSTAR 指定的地址开始加载）

而QuickBoot的升级方式则复杂很多，包括QuickBoot header

critical switch word；warm boot jump sequence；golden bitstream image area；update bitstream image area几个部分。

图2：QuickBoot远程更新架构-来源：XAPP1081

由于FPGA配置是从flash的0地址开始读取数据，所以将QuickBoot Header放在0地址非常关键。QuickBoot Header包括两个部分，第一部分就是关键开关字，第二部分就是热启动跳转序列。

关键开关字，根据配置模式的不同而不同，如BPI模式就是0x0000BB，而SPI模式就是0x0xAA995566。

如果关键开关字是ON，那么就执行热启动跳转序列，热启动跳转序列包含了需要跳转的地址。然后就跳转到update bitstream area。并且将update bitstream下载下来。

如果关键开关字是OFF，那么就忽略热启动跳转序列，并且继续往下读取数据，这样就可以将golden bitstream area的数据下载到FPGA。

QuickBoot配置模式

支持 4 种配置模式

SPI mode
BPI mode
Encrypted bitstreams
Multiple FPGA configuration daisy-chains

升级程序包组成

图3：QuickBoot升级程序包组成-来源：XAPP1081

程序包含 3 部分

QuickBoot header
包括：critical switch word：用于指示 FPGA 是否执行 warm boot jump sequence（warm boot jump sequence：包含 WBSTRA（用于指定程序加载地址）、IPROG（用于重启 FPGA 配置并从 WBSTAR 指定的地址开始加载））

golden bitstream image area-Golden位流
update bitstream image area-Update位流（即我们之前说的MultiBoot区位流，为了和MultiBoot区分，后续都以Update位流代替）

QuickBoot 远程升级步骤

1、擦除存放关键开关字的块或者sector，使得关键开关字变成OFF;
2、擦除更新包存放的区域;
3、将update bitstream 写进到更新包区域;
4、验证update bitstream的正确性；
5、验证完成之后写开关关键字，使之变成ON。

所以在验证update bitstream正确之前不能将关键开关字设置为ON。验证完成之后需要将开关关键字设置为ON。

注：golden 和 QuickBoot hear 的第二部分内容 (warm boot jump sequence) 都不允许更改

接下来就是复杂的运算了，需要根据官方的EXCEL表格进行计算，官方给了BPI FLASH和SPI FLASH两个例子。

说实话很复杂，要根据位流大小计算位置，同时要躲开FLASH的最小擦除单元。

位流在 flash 中的位置

Bitstream 在 flash 中的位置（要适配 flash 最小擦除单位 segment）

QuickBoot header
critical switch word：第 1 个 segment
warm boot jump sequence：第 2 个 segment
gloden bitstream image：跟在 warm boot jump sequence 后面 * update bitstream image：跟在 golden 后面，但是不能跟 golden 共用一个 segment

再结合官方的EXCEL就可以选择相应位置。

从0地址开始存放数据，因为一个地址是代表1个字节，所以对于一个32bit的数据需要4个地址来代表，也就是地址的递增是以4为单位递增的。

0x0000_0000~0x0000_0FFC对应的是QuickBoot Header PART1。 0x0000_1000~0x0000_1020是QuickBoot Header PART2。紧接着 PART2存放的是golden bitstream。跳转地址是0x0020_0000,所以从这个地址开始存放的是update bitstrean，紧接着是update bitstrean的是0xfffffff填充字，最后 32bit是CRC校验值。