Quartus® Prime プロ・エディションのユーザーガイド: パーシャル・リコンフィグレーション

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ID 683834
日付 10/23/2024
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ドキュメント目次
ドキュメント目次 x
1. パーシャル・リコンフィグレーション・デザインの作成 2. パーシャル・リコンフィグレーション・ソリューション IP ユーザーガイド A. Quartus® Prime プロ・エディションのユーザーガイド
1. パーシャル・リコンフィグレーション・デザインの作成 x
1.1. このバージョンの新機能 1.2. パーシャル・リコンフィグレーション用語 1.3. パーシャル・リコンフィグレーション・プロセス・シーケンス 1.4. 内部ホストのパーシャル・リコンフィグレーション 1.5. 外部ホストのパーシャル・リコンフィグレーション 1.6. パーシャル・リコンフィグレーション・デザイン・フロー 1.7. パーシャル・リコンフィグレーション・デザインの考慮事項 1.8. 階層型パーシャル・リコンフィグレーション 1.9. パーシャル・リコンフィグレーション・デザインのタイミング解析 1.10. パーシャル・リコンフィグレーション・デザインのシミュレーション 1.11. パーシャル・リコンフィグレーション・デザインのデバッグ 1.12. パーシャル・リコンフィグレーション・セキュリティー ( Stratix® 10デザイン) 1.13. PRビットストリームの圧縮および暗号化 ( Arria® 10および Cyclone® 10 GXデザイン) 1.14. PRプログラミング・エラーの回避 1.15. PRデザインのバージョン互換コンパイル・データベースのエクスポート 1.16. パーシャル・リコンフィグレーション・デザインの作成の改訂履歴
1.6. パーシャル・リコンフィグレーション・デザイン・フロー x
1.6.1. ステップ 1 : パーシャル・リコンフィグレーションのリソースの特定 1.6.2. ステップ2 : デザイン・パーティションの作成 1.6.3. ステップ 3 : デザインのフロアプラン 1.6.4. ステップ4 : Partial Reconfiguration Controller Intel FPGA IPの追加 1.6.5. ステップ5 : ペルソナの定義 1.6.6. ステップ6 : ペルソナのリビジョンの作成 1.6.7. ステップ7 : ベースリビジョンのコンパイルと静的領域のエクスポート 1.6.8. ステップ8 : PR実装リビジョンのセットアップ 1.6.9. ステップ9 : FPGAデバイスのプログラミング
1.6.3. ステップ 3 : デザインのフロアプラン x
1.6.3.1. フロアプラン制約の段階的適用
1.6.4. ステップ4 : Partial Reconfiguration Controller Intel FPGA IPの追加 x
1.6.4.1. Partial Reconfiguration Controller Intel FPGA IPの追加 1.6.4.2. Partial Reconfiguration Controller Arria® 10/Cyclone 10 FPGA IPの追加
1.6.7. ステップ7 : ベースリビジョンのコンパイルと静的領域のエクスポート x
1.6.7.1. PR ロジック使用率レポートの理解
1.6.9. ステップ9 : FPGAデバイスのプログラミング x
1.6.9.1. PRビットストリーム・ファイルの生成 1.6.9.2. PRビットストリーム・ファイルの生成 1.6.9.3. パーシャル・リコンフィグレーション・ビットストリームの互換性チェック 1.6.9.4. ロウ・バイナリ・プログラミング・ファイル・バイト・シーケンスの送信例 1.6.9.5. 複数の .pmsfファイルをマージして1つの .pmsfファイルを生成する ( Arria® 10および Cyclone® 10 GXデザイン)
1.7. パーシャル・リコンフィグレーション・デザインの考慮事項 x
1.7.1. パーシャル・リコンフィグレーション・デザイン・ガイドライン 1.7.2. PRデザインにおけるタイミング・クロージャーのベストプラクティス 1.7.3. PRファイルの管理 1.7.4. PR領域の初期条件の評価 1.7.5. PR領域に対するラッパーロジックの作成 1.7.6. PR領域に対するフリーズロジックの作成 1.7.7. PR領域レジスターのリセット 1.7.8. PR領域でのグローバル信号の昇格 1.7.9. クロックおよびその他のグローバル配線のプランニング 1.7.10. オンチップメモリーのクロックイネーブルの実装
1.7.3. PRファイルの管理 x
1.7.3.1. 方法1 (推奨) ：各ペルソナに一意のエンティティーおよびファイル名を指定する 1.7.3.2. 方法 2: パラメーター化されたPRペルソナにQSF割り当てを設定する
1.7.8. PR領域でのグローバル信号の昇格 x
1.7.8.1. 行クロック領域境界の表示
1.7.10. オンチップメモリーのクロックイネーブルの実装 x
1.7.10.1. クロック・ゲーティング
1.8. 階層型パーシャル・リコンフィグレーション x
1.8.1. 異なるコンパイルからの親QDBファイルの使用
1.9. パーシャル・リコンフィグレーション・デザインのタイミング解析 x
1.9.1. 集約リビジョンでのタイミング解析の実行
1.10. パーシャル・リコンフィグレーション・デザインのシミュレーション x
1.10.1. パーシャル・リコンフィグレーション・シミュレーション・フロー 1.10.2. PRペルソナ置き換えのシミュレーション
1.10.2. PRペルソナ置き換えのシミュレーション x
1.10.2.1. altera_pr_persona_if モジュール 1.10.2.2. altera_pr_wrapper_mux_out モジュール 1.10.2.3. altera_pr_wrapper_mux_in モジュール
1.11. パーシャル・リコンフィグレーション・デザインのデバッグ x
1.11.1. Signal Tapロジック・アナライザーを使用したPRデザインのデバッグ 1.11.2. Intel Configuration Reset Release Endpoint to Debug Logic IPのインスタンス化
1.12. パーシャル・リコンフィグレーション・セキュリティー ( Stratix® 10デザイン) x
1.12.1. PRビットストリームのセキュリティー検証 ( Stratix® 10デザイン) 1.12.2. PRビットストリーム認証 ( Stratix® 10デザイン) 1.12.3. PRビットストリーム暗号化 ( Stratix® 10デザイン)
1.13. PRビットストリームの圧縮および暗号化 ( Arria® 10および Cyclone® 10 GXデザイン) x
1.13.1. 暗号化PRビットストリームの生成 (インテルArria 10または Cyclone® 10 GXデザイン) 1.13.2. ビットストリームの暗号化および圧縮のClock-to-Data比 （インテルArria 10または Cyclone® 10 GXデザイン) 1.13.3. データ圧縮の比較
1.15. PRデザインのバージョン互換コンパイル・データベースのエクスポート x
1.15.1. PRデザインのバージョン互換データベースのフロー 1.15.2. PRデザインのバージョン互換コンパイル・データベースの生成
2. パーシャル・リコンフィグレーション・ソリューション IP ユーザーガイド x
2.1. 内部および外部PRホスト・コンフィグレーション 2.2. Partial Reconfiguration Controller Intel FPGA IP 2.3. Partial Reconfiguration Controller Intel Arria® 10/Cyclone® 10 FPGA IP 2.4. Partial Reconfiguration External Configuration ControllerIntel FPGA IP 2.5. Partial Reconfiguration Region Controller Intel® FPGA IP 2.6. Avalon® Memory-Mapped Partial Reconfiguration Freeze Bridge IP 2.7. Avalon® Streaming Partial Reconfiguration Freeze Bridge IP 2.8. インテルFPGA IPの生成およびシミュレーション 2.9. Quartus® Prime プロ・エディション ユーザーガイド : パーシャル・リコンフィグレーションのアーカイブ 2.10. パーシャル・リコンフィグレーション・ソリューションIPユーザーガイド 改訂履歴
2.2. Partial Reconfiguration Controller Intel FPGA IP x
2.2.1. メモリーマップ 2.2.2. パラメーター 2.2.3. ポート 2.2.4. タイミング仕様 2.2.5. PRエラーの回復 2.2.6. セキュア・デバイス・マネージャー Firmware Error Reporting
2.2.5. PRエラーの回復 x
2.2.5.1. PR エラー回復のタイミング仕様
2.2.6. セキュア・デバイス・マネージャー Firmware Error Reporting x
2.2.6.1. SDM Firmware Error Reportingのタイミング仕様
2.3. Partial Reconfiguration Controller Intel Arria® 10/Cyclone® 10 FPGA IP x
2.3.1. エージェント・インターフェイス 2.3.2. リコンフィグレーション・シーケンス 2.3.3. 割り込みインターフェイス 2.3.4. パラメーター 2.3.5. ポート 2.3.6. タイミング仕様 2.3.7. PR制御ブロックおよびCRCブロックVerilog HDLの手動インスタンス化 2.3.8. PR制御ブロックおよびCRCブロックのVHDL手動インスタンス化 2.3.9. PR制御ブロック信号 2.3.10. インテルArria 10または Cyclone® 10 GXデザイン向け外部ホストのコンフィグレーション
2.3.4. パラメーター x
2.3.4.1. エラー検出CRCの要件
2.3.8. PR制御ブロックおよびCRCブロックのVHDL手動インスタンス化 x
2.3.8.1. PR制御ブロックおよびCRCブロックのVHDLコンポーネント宣言
2.3.9. PR制御ブロック信号 x
2.3.9.1. PR 制御ブロック信号のタイミング図
2.4. Partial Reconfiguration External Configuration ControllerIntel FPGA IP x
2.4.1. パラメーター 2.4.2. ポート 2.4.3. Partial Reconfiguration External ControllerIntel FPGA IPタイミング仕様 2.4.4. Agilex® 7、 Agilex™ 5、および Stratix® 10デザイン向け外部ホストのコンフィグレーション
2.5. Partial Reconfiguration Region Controller Intel® FPGA IP x
2.5.1. レジスター 2.5.2. パラメーター 2.5.3. ポート
2.6. Avalon® Memory-Mapped Partial Reconfiguration Freeze Bridge IP x
2.6.1. パラメーター 2.6.2. インターフェイス・ポート
2.7. Avalon® Streaming Partial Reconfiguration Freeze Bridge IP x
2.7.1. パラメーター 2.7.2. ポート
2.8. インテルFPGA IPの生成およびシミュレーション x
2.8.1. IPのパラメーターとオプションの指定 ( Quartus® Prime プロ・エディション) 2.8.2. Freeze Bridge更新スクリプトの実行 2.8.3. IPコアの生成された出力 (インテルQuartus Primeプロ・エディション) 2.8.4. Arria® 10および Cyclone® 10 GX PR制御ブロックのシミュレーション・モデル 2.8.5. PRペルソナ・シミュレーション・モデルの生成 2.8.6. セキュア・デバイス・マネージャーのパーシャル・リコンフィグレーション・シミュレーション・モデル
2.8.6. セキュア・デバイス・マネージャーのパーシャル・リコンフィグレーション・シミュレーション・モデル x
2.8.6.1. SDMの監視 2.8.6.2. 未知の出力およびペルソナのアクティベーションのシミュレーション 2.8.6.3. シミュレーションRBFに必要なワードシーケンス
1. パーシャル・リコンフィグレーション・デザインの作成
2. パーシャル・リコンフィグレーション・ソリューション IP ユーザーガイド
A. Quartus® Prime プロ・エディションのユーザーガイド

2.2.6.1. SDM Firmware Error Reportingのタイミング仕様

タイミング図: SDM Firmware Error Reporting信号を使用したPR操作 - PR Controller Intel FPGA IP (Avalonストリーミング) は、PR Controller IPのAvalonストリーミング・モードにおけるSDM firmware error reporting信号を使用したPR操作のタイミング図を示しています。PR操作中、PRエラー後の pr_fw_handshake および pr_fw_response 信号を読み出し、エラーの詳細を確認することができます。例えば、PR操作が status[2:0] で完了したことが検出された後は、pr_fw_handshake および pr_fw_response 信号を読み出すことで継続することができます。

この例では、status[2:0] = 3’b100 が示すように、PR操作は PR_ERROR で完了しています。エラーの詳細については、 pr_fw_handshake を読み出してPR操作が失敗したステージを判断することができます。 pr_fw_response を読み出して、SDMが返すエラーコードを特定することができます。

図 54. タイミング図: SDM Firmware Error Reporting信号を使用したPR操作 - PR Controller Intel FPGA IP (Avalonストリーミング)

次の手順は、タイミング図の順序に対応しています。

  1. pr_start をアサートしてPR操作を開始します。
  2. PRビットストリームを avst_sink_ready および avst_sink_valid ポートにストリームします。
  3. SDMがPR_ERRORを検出すると、 avst_sink_ready がディアサートされ、入力されるPRビットストリームをバックプレッシャーします。
  4. status[2:0] が 0x4 (3’b100) に更新され、「PR_ERRORがトリガーされた」ことを検出します。このステータス情報から、PR操作中にエラーが発生したことを特定することができます。
  5. PR操作の失敗について詳細を確認するには、 pr_fw_handshake[7:0] および pr_fw_response[31:0] 信号を読み取り、エラーコードと失敗が発生したPRステージを特定します。

タイミング図: SDM Firmware Error Reporting信号を使用したPR操作 - PR Controller Intel FPGA IP (Avalonメモリーマップド)は、PR Controller IPのAvalonメモリーマップド・モードにおけるSDM firmware error reporting信号を使用したPR操作のタイミング図を示しています。PR操作中、PRエラー後のCSRレジスター (0x3 for PR_FW_HANDSHAKE, and 0x4 for PR_FW_RESPONSE) を読み出し、エラーの詳細を確認することができます。例えば、IRQアサートによってPR操作がエラーで終了したことを検出し、PR status[2:0] 値を保持するCSRレジスター 0x1 (PR_CSR) を読み出した後、CSRレジスター 0x3 および 0x4 を読み出すことで継続することができます。

図 55. タイミング図: SDM Firmware Error Reporting信号を使用したPR操作 - PR Controller Intel FPGA IP (Avalonメモリーマップ)

次の手順は、タイミング図の順序に対応しています。

  1. 0x21 をCSRアドレス 0x1 (PR_CSR) に書き込むことでPR操作が開始します。この操作により、 irq 信号の使用がイネーブルされ、 pr_start が設定され、PR操作が開始します。 1 クロックサイクル後、status[2:0] は 0x2 (3’b010) に更新され、「PR操作が進行中」であることを示します。
  2. CSRアドレス 0x1 (PR_CSR) を読み取り、PR操作の status[2:0] を取得します。読み取った値は 0x24 であり、これは status[2:0] = 3’b010 に相当し、「PR操作が進行中」であることを示します。
  3. CSR アドレス 0x0 (PR_DATA) にPRビットストリームの書き込みを開始します。
  4. PR_CSR を読み取ると、 irq がアサートされ、ステータスが PR_ERROR であることが確認されます。

pr_fw_handshake レジスターはPR IPとSDM間のメールボックス・ハンドシェイクの現在の位置を保持します。PR中にPR IPが中断された場合、 pr_fw_handshake レジスターはメールボックスのハンドシェイクの最後の位置を示します。 pr_fw_handshake レジスターは、 pr_fw_response に保持されている値を特定のメールボックス・コマンドに関連付けることも可能にします。

表 17.  pr_fw_handshakeレジスター値
レジスター値 説明
0 PR IPは、パーシャル・リコンフィグレーション操作を開始するためのメールボックス・コマンドをSDMにまだ送信していません。
1 PR IPは、パーシャル・リコンフィグレーション操作を開始するためのメールボックス・コマンドをSDMに送信し、応答を待っています。
2 PR IPは、パーシャル・リコンフィグレーション操作の開始に関するSDMからのメールボックス応答を受信しました。
3 PR IPは、パーシャル・リコンフィグレーションのステータスを照会するためのメールボックスコマンドをSDMに送信し、応答を待っています。
4 PR IPは、最後のパーシャル・リコンフィグレーションのステータスに関するSDMからのメールボックス応答を受信しました。
5 PR IPは、MSELによって選択されたデータソースからパーシャル・リコンフィグレーション操作を開始するためのメールボックス・コマンドをSDMに送信し、応答を待っています。
6 PR IPは、MSELによって選択されたデータソースからパーシャル・リコンフィグレーション操作に関するSDMからのメールボックス応答を受信しました。
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