こんにちは。梅おにぎりです。
前回は、コンフィギュレーション・データのサイズを圧縮することで、AS モードでのコンフィギュレーション時間を短くすることに成功しました。
しかし欲張りな梅おにぎりは、"もっとコンフィギュレーション時間を短くできないか" と考えていました。
いろいろと探していると、何とも速そうな名前のコンフィギュレーション・モードを見つけました。
Fast Passive Parallel (FPP) モード！
今回は、FPP モードでコンフィギュレーション時間をどれくらい短縮できるかを見てみましょう。
FPP モード
FPP モードは、以下のような構成となっています。
※ 図内の注釈は、Cyclone IV のドキュメントをご覧ください。
前回の AS モードと異なる点は、2点あります。
1点目は、コンフィギュレーション・データの幅が 8bit であること。
AS モードの 1bit に比べて、1/8 のクロック数でコンフィギュレーションが完了します。
2点目は、Cyclone® IV E がコンフィギュレーション用のクロックを受信していること。
AS モードでは FPGA 内部のオシレータを使用していましたが、外部からクロックを入れることで、より速いクロックでデータ転送をすることができます。
ここで疑問が湧きました。
「データ転送クロックの速度に上限はないのだろうか？」
データシートで確認してみると、上限は 133MHz までいけるようです(Cyclone IV E のコア電圧が1.0V の場合は66MHz)。
AS モードのデータ転送クロックが 20～40MHz であるのと比べると、かなり速くできそうです。
では実際に計算してみましょう。
DCLK が 133MHz (7.5ns) として計算したのが次の式です。
データ・サイズ DCLK 周期 データ幅
(2,944,088 bits X 7.5 ns ) ÷ 8bit ＝ 2.7 ms
AS モードでは、圧縮後でも 33.1～95.6ms であったのに対して
FPP モードでは、 2.7ms と大幅に短縮されました。
まとめ
FPP モードを使用することで、コンフィギュレーション時間を大幅に短縮することができました。
もう これ以上のコンフィギュレーション時間の短縮は無理かな、と考えていた梅おにぎり。
しかし、デバイスに電源を入れてからユーザモードになるまでの時間を考慮すると
まだまだ短縮する術があるのだった。