MachXO2 Programming and Configuration Usage Guide - Lattice ...

2011 年 8 月 ア ド バンス ト ・ テ ク ニ カル ノ ー ト TN1204
はじめに
MachXO2 TM PLD フ ァ ミ リ はフ ラ ッ シ ュ ・ メ モ リ セル及び SRAM メ モ リ セルを持つ構造よ り な り ます。 オン
チ ッ プ ・ フ ラ ッ シ ュ メ モ リ は、 コ ン フ ィ グ レーシ ョ ン ・ データ を格納する ために使用 さ れ、 こ れら のデバ イ
スに不揮発性の機能を も た ら し ます。 コ ン フ ィ グ レーシ ョ ン ・ データ がオンチ ッ プで格納 さ れてい る ため、
MachXO2 デバイ スは電源投入時、 あ る いは新機能に更新された と き には、 いつで も μ 秒単位で コ ン フ ィ グ
レーシ ョ ン可能です。 ま た外付け メ モ リ デバイ スが不要なため、 デザ イ ンのセキ ュ リ テ ィ が大幅に向上し ま
す。 MachXO2 では、 フ ラ ッ シ ュ混載テ ク ノ ロ ジを SRAM と ワ ンチ ッ プに組み合わせる こ と で、 非常にコ ンパ
ク ト で効率的な実装面積のプ ロ グ ラ マブル ・ ロ ジ ッ ク デバイ スです。
MachXO2 デバ イ スには、製造時及びデバイ ス動作時に権限のない リ ー ド バ ッ ク か ら設計ビ ッ ト ス ト リ ーム を
保護する ための、 セキ ュ リ テ ィ ビ ッ ト があ り ます。 ま た、 オンチ ッ プ ・ フ ラ ッ シ ュ メ モ リ の消去やプ ロ グ ラ
ミ ングを防止する、 ワ ン タ イ ム ・ プ ロ グ ラ マブル (OTP) 機能も あ り ます。
MachXO2 デバ イ スの主要なプ ロ グ ラ ミ ン グ及びコ ン フ ィ グ レーシ ョ ン機能には、 次の も のがあ り ます。
•イ ン ス タ ン ト オン ~ μ 秒単位で電源投入
•シングルチップの安全な ソ リ ューシ ョ ン
•複数のプ ロ グ ラ ミ ング及びコ ン フ ィ グ レーシ ョ ン ・ イ ン ターフ ェ イ ス ~ JTAG、 SPI、 I 2 C
•不揮発性 メ モ リ のバ ッ ク グ ラ ン ド ・ プ ロ グ ラ ミ ン グ
•外付け SPI メ モ リ に よ る オプシ ョ ンのデュ アルブー ト
•デザ イ ン保護のためのオプシ ョ ンのセキ ュ リ テ ィ ビ ッ ト
プログラ ミ ングとコンフィグレーショ ンの概要
MachXO2 プ ログラ ミ ング と コ ン フ ィ グ
レーシ ョ ン使用ガイ ド
MachXO2 デバ イ スには 2 種類の メ モ リ (SRAM 及びフ ラ ッ シ ュ) を集積し ています。 SRAM メ モ リ には、 回
路接続を定義する ” ヒ ューズ ” であ る、 ア ク テ ィ ブ ・ コ ン フ ィ グ レーシ ョ ンが格納 さ れます。 フ ラ ッ シ ュ メ
モリは、 コンフィグレーション・データ用のオンチップ・ストレージを提供するメモリです。
本書では ” プ ロ グ ラ ミ ング ” はフ ラ ッ シ ュ メ モ リ の状態の変化を指し、 ” コ ン フ ィ グ レーシ ョ ン ” は SRAM
メ モ リ セルの状態の変化を指し ています。 コ ン フ ィ グ レーシ ョ ン ・ モー ド と は、 デバイ スがブ ラ ン ク の と き、
消去された と き、 あ る いはコ ン フ ィ グ レーシ ョ ン中の こ と を表し ます。 こ の状態では、 デバ イ スの機能動作
は中断され、I/O もユーザ定義の機能で制御されていません。ユーザモード と は、デバイ スが正常にコ ンフ ィ
グ レーシ ョ ン さ れ、 フルに機能する状態 と 定義されます。 こ の状態では、 デバ イ スは通常動作し、 I/O はユー
ザ定義の機能で制御されます。 ” 直接モー ド ” と は、 コ ン フ ィ グ レーシ ョ ンモー ド 時のフ ラ ッ シ ュ メ モ リ の
プログラ ミングのことであり、 ” バックグランドモード ” は、 ユーザモード時のフラッシュメモリのプログ
ラミングのことです。
オンチップ・フラッシュメモリは、 さらにコンフィグレーション・フラッシュメモリ (以下CFM) ブロック
とユーザフラッシュメモリ (以下 UFM) ブロックに分かれています。CFM ブロックには、SRAM メモリに
ダ ウ ン ロー ド さ れる ロ ジ ッ ク パターンが保存さ れます。UFM ブ ロ ッ ク は、オンチ ッ プ組み込みブ ロ ッ ク RAM
(EBR) の内容のバ ッ ク ア ッ プな どの機能に使用可能な、 汎用ユーザ メ モ リ と し て使用する こ と がで き、 ま た
CFM と し て使用される こ と も あ り ます。 コ ン フ ィ グ レーシ ョ ン ・ データは、 デフ ォル ト では CFM ブ ロ ッ ク
に格納されますが、 それ以上に容量が必要な場合は、 UFM ブロ ッ ク までシームレ スに拡張されます。 ただ
し、 UFM データ を CFM ブ ロ ッ ク にはみ出す こ と はで き ません。 オンチ ッ プ ・ フ ラ ッ シ ュ メ モ リ に加えて、
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names are trademarks or registered trademarks of their respective holders. The specifications and information herein are subject to change without notice.
(日本語版は日本語に よ る理解のため一助 と し て提供し ています。 その作成にあたっては可能な限 り 正確を期し てお り ますが、 原文英語版 と の不一致や不適切な訳
文があ る場合を含み、 英語版が正 (有効) です。 特に電気的特性 ・ 仕様値係わる事項については最新版の英語版を必ず参照する よ う にお願い致します。)
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ラティスセミコンダクター プログラミングとコンフィグレーション
コンフィグレーション・データを外付けメモリデバイスに格納し、そこからロードすることもできます。CFM
ブ ロ ッ ク 、 UFM ブ ロ ッ ク、 及び外付け メ モ リ デバ イ スの使用の詳細については、 本書で後述し ます。
オンチ ッ プ ・ フ ラ ッ シ ュ メ モ リ は IEEE 1149.1 準拠の ispJTAGTM ポー ト 、 内蔵ス レーブ SPI ポー ト 、 ま たは
内蔵 I 2 C ポー ト を使用し てプ ロ グ ラ ミ ン グ可能です。 内部 WISHBONE バス を使用し て、 フ ラ ッ シ ュ メ モ リ の
セルフ ・プログラ ミ ングを行う こ と もできます。 図14-1 に MachXO2デバイスファ ミ リのプログラ ミ ングと
コンフィグレーションの概要を示します。
図 14-1. プ ロ グ ラ ミ ン グ と コ ン フ ィ グ レーシ ョ ンのブ ロ ッ ク 図
Port
Mode
Memory Space
User Logic
ispJTAG 1149.1 TAP
JTAG 1532
Flash Memory Space
WISHBONE
Background Only
Configuration
Logic
Bitstream
Engine
1. SPI mode can be Slave SPI (SSPI) or Master SPI (MSPI).
2. SDM is the Self-Download Mode. Refer to the Configuration Mode section for details.
sysCONFIG Ports
SPI 1 , I 2 C
ispJTAG ポー ト に よ る フ ラ ッ シ ュ メ モ リ のプ ロ グ ラ ミ ン グは、 デバ イ スに電源が投入 さ れて ispJTAG ポー ト
が確保された後はいつでも、直接モードまたはバックグランドモードで実行できます。直接モードプログラ
ミング中は、デバイスのI/Oピンの状態はBSCAN(バウンダリスキャン)レジスタで決まります。各BSCAN
レ ジ ス タ の状態はユーザが決定で き ますが、 デフ ォル ト では ト ラ イ ス テー ト 状態にな り ます。 バ ッ ク グ ラ ン
ドモードではデバイスの動作が継続されるため、 プログラ ミ ング ・ プロセス中の I/O ピンはロジッ クによっ
て制御さ れます ( 例外はハー ド マ ク ロ化ユーザ SPI が実装されてい る場合、 バ ッ ク グ ラ ン ド ・ プ ロ グ ラ ミ ン
グの間はディセーブルされます )。 コンフ ィ グレーシ ョ ン ・ スレーブ SPI ポート とプラ イマ リ I 2 C ポー ト は、
ポー ト が確保 (preserve) さ れてい る場合、 ダ イ レ ク ト モー ド と バ ッ ク グ ラ ン ド モー ド でオンチ ッ プ ・ フ ラ ッ
シュにアクセスできます。
I 2 C 同様に、 SRAM メ モ リ は ispJTAG ポー ト 、 内蔵 SPI のス レーブポー ト かマス タ ポー ト 、 内蔵 I 2 C ポー ト 、
またはセルフダウンロードモード (SDM) を使用してコンフィグレーショ ンできます。 ispJTAG ポートは直
接ラ イ ト する こ と に よ り 、SRAMを コ ン フ ィ グ レーシ ョ ンで き ますが、ほかのsysCONFIGポー ト ではREFRESH
コマンドの発行によってのみSRAM をコンフィグレーショ ンできます。コンフィグレーショ ン・プロセスは、
SRAM の初期化 (RAM 及びア ド レ ス ポ イ ン タ の ク リ ア)、 SRAM への コ ン フ ィ グ レーシ ョ ン ・ データ の ロー
ド 、 及びデバイ スのユーザモー ド への設定 (デバイ スのウ ェ イ ク ア ッ プ) よ り な り ます。
SRAM と フ ラ ッ シ ュ メ モ リ はどち ら も、 コ ン フ ィ グ レーシ ョ ン ・ データ に対する権限の無い リ ー ド バ ッ ク を
防止する ため、複数のセキ ュ リ テ ィ ビ ッ ト を持っています。これら が一度セ ッ ト さ れる と 、セキ ュ リ テ ィ ビ ッ
SDM 2
REFRESH
Command
SRAM Memory Space
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ラティスセミコンダクター プログラミングとコンフィグレーション
ト を ク リ アする唯一の方法は メ モ リ 空間の消去だけにな り ます。 セキ ュ リ テ ィ 保護 さ れたデバ イ スではオー
ル 1 が読み出され、 オール 0 のブ ラ ン ク デバイ ス と 区別で き ます。
メ モ リ 空間へのア ク セ ス
表 14-1 に、MachXO2 デバ イ スで使用可能なプ ロ グ ラ ミ ン グ及びコ ン フ ィ グ レーシ ョ ン ・ ポー ト を示し ます。
これらポートの主要な機能は、フラッシュ メモリ をプログラムするこ とです。ispJTAG ポートは、フラッシュ
メ モ リ と SRAM メ モ リ の両方を直接プロ グ ラ ムでき る唯一のプロ グ ラ ミ ングポー ト です。sysCONFIG TM ポー
トは、 フラッシュメモリを直接モードまたはバックグランドモードでプログラムするために使用できます。
内部 WISHBONE ス レーブ ・ イ ン ターフ ェ イ スは、 フ ラ ッ シ ュ メ モ リ をバ ッ ク グ ラ ン ド でプ ロ グ ラ ムする た
めの別の方法です。
表 14-1. MachXO2 プ ロ グ ラ ミ ング及びコ ン フ ィ グ レーシ ョ ン ・ ポー ト
インターフェイス ポート 記 述
JTAG JTAG (IEEE 1149.1 および EEE 1532 準拠) 4線または5線のJTAGインターフェイス
SSPI
スレーブSPI (シリアル・ペリフェラル・ イン
ターフェイス)
sysCONFIG
MSPI マスタ SPI
I 2 C I2C (Inter Integrated Circuit) イ ン ターフ ェ イ ス
内部 WISHBONE 内部 WISHBONE バス イ ン ターフ ェ イ ス
既に記述し た よ う に、 フ ラ ッ シ ュ メ モ リ は各種機能のためのい く つかの領域に分かれています。 フ ラ ッ シ ュ
メ モ リ の大部分は、 コ ン フ ィ グ レーシ ョ ン ・データ の格納用です。 こ の空間はコ ン フ ィ グ レーシ ョ ン ・ フ ラ ッ
シ ュ メ モ リ (CFM) と 呼ばれ、デバイ ス の コ ン フ ィ グ レ ーシ ョ ン ・ ビ ッ ト ス ト リ ーム が格納さ れ ま す。MachXO2
デバイスのコンフィグレーション・フラッシュは、コンフィグレーション SRAM よ り も小さ くなっています。
そのため、 オンチップ ・ フ ラ ッシュ メ モ リ 上にあるビ ッ ト ス ト リ ームは圧縮する必要があ り ます。 CFM で
オーバフ ローが発生する可能性は低い も のの、 オーバフ ローし たデータ を UFM に格納する オプシ ョ ンが用
意されています。 外部 メ モ リ は、 オンチ ッ プ ・ フ ラ ッ シ ュ にはサ イ ズが大き過ぎ る ビ ッ ト ス ト リ ーム を格納
するためのも う一つのオプシ ョ ンです。
フ ラ ッ シ ュ メ モ リ の第二の領域は UFM と し て使用さ れます。 こ れは多用途の メ モ リ ブ ロ ッ ク で、 オーバフ
ローし た コ ン フ ィ グ レーシ ョ ン ・ データ用、 EBR 初期化データ の格納、 或いはユーザデータ の汎用フ ラ ッ
シ ュ メ モ リ と し て使用で き ます。
フラッシュメモリのフィーチャ行 (Feature Row) は、 TraceID、 My_ASSP ID、 I 2 C ア ド レ ス、 及びプ ロ グ ラ ミ
ン グポー ト ・ イ ネーブルフ ューズ を格納し ます。 USERCODE には、 32 ビ ッ ト のプ ロ グ ラ マブル ・ ユーザ電
子署名が格納されます。 図 14-2 にフ ラ ッ シ ュ メ モ リ の内部構造を示し ます。 UFM のサ イ ズはデバ イ ス規模
に よ って異な り ます。 デバ イ ス固有の情報については、 MachXO2 フ ァ ミ リ ・ データ シー ト を参照して く ださ
い。
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MachXO2 ユーザガ イ ド
ラティスセミコンダクター プログラミングとコンフィグレーション
図 14-2. MachXO2 デバイ スのフ ラ ッ シ ュ メ モ リ 空間
SRAM メ モ リ にア ク セス ( リ ー ド / ラ イ ト ) で き る のは ispJTAG ポー ト のみです。 sysCONFIG ポー ト では
SRAM メ モ リ を直接 リ ー ド / ラ イ ト で き ません。 sysCONFIG ポー ト を使用する場合は、 REFRESH 命令
(PROGRAMN ピ ン を ト グルする こ と と 同じ機能。 詳細は後述の章を参照) を実行する こ と で、 オンチ ッ プ ・
フラッシュメモリまたは外付けSPI メモリから SRAM メモリをコンフィグレーション可能です。SRAM ビッ
トのバックグランド ・ リードバックは、ispJTAGポートだけに制限されています。
表 14-2. 各種ポー ト の メ モ リ 空間ア ク セス
フラッシュメモリ SRAMメモリ ポー ト
リード ライ ト リード ライ ト
JTAG Yes Yes Yes Yes
sysCONFIG Yes Yes No Yes 2
内部 WISHBONE Yes 1
Yes 1
1. バ ッ ク グ ラ ン ド モー ド のみ
No No
2. SRAM メ モ リ のコ ン フ ィ グレーシ ョ ンは REFRESH 命令のみによ る
SRAM メ モ リ 領域に対応する非圧縮のビ ッ ト ス ト リ ームサ イ ズは、 デバ イ ス規模に依存する と 共に、 アプ リ
ケーシ ョ ンにも依存します。EBR ブロ ッ クを用いる設計は、よ り大きいビッ ト ス ト リームサイズにな り ます。
図 14-3 に、デザイ ンの格納に外付け SPI フ ラ ッ シ ュ を用いる場合の、最大の非圧縮ビ ッ ト ス ト リ ームサイ ズ
を示し ます。
Table 14-3. 最大コ ン フ ィ グ レーシ ョ ン ビ ッ ト 数
デバイ ス
Row Size = M
Row Size = N
非圧縮ビ ッ ト ス ト リ ームサ イ ズ、
EBR な し
Column Size = X
Configuration Flash
非圧縮ビ ッ ト ス ト リ ームサ イ ズ、
EBR あ り
プログラ ミ ング及びコンフィグレーショ ン ・ ピン
SPI フ ラ ッ シ ュ、
EBR有り /EBR無し 単位
LCMXO2-256 0.09 0.09 (EBR な し ) 0.5 / 0.5 Mb
LCMXO2-640 0.19 0.20 0.5 / 0.5 Mb
LCMXO2-1200 0.35 0.41 0.5 / 0.5 Mb
LCMXO2-2000 0.51 0.58 1 / 1 Mb
LCMXO2-4000 0.93 1.02 1 / 2 Mb
LCMXO2-7000 1.47 1.70 2 / 2 Mb
MachXO2 デバ イ ス フ ァ ミ リ の sysCONFIG ピ ン及び JTAG ピ ンは、全てがデュ アル機能ピ ンで、共有 (shared)
ピ ン と も呼ばれます。 こ れ ら は、 デバ イ スのコ ン フ ィ グ レーシ ョ ン完了後にユーザ I/O ピ ン と し て回復で き
ます。 こ れに よ り デバイ スで使用可能な I/O ピ ン を フルに活用で き る よ う にな り ます。
UFM
Feature Row USERCODE
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プ ロ グ ラ ミ ング及びコ ン フ ィ グ レーシ ョ ン ・ オプシ ョ ンは、設計 ソ フ ト ウ ェ アのプ リ フ ァ レ ン ス (Preference、
設計制約) で設定で き、 それら は MachXO2 デバイ スの コ ン フ ィ グ レーシ ョ ン方法を制御し ます。 ま た、 ユー
ザま たは配置配線用ソ フ ト ウ ェ アに よ る誤使用か ら、 コ ン フ ィ グ レーシ ョ ン ピ ン及び JTAG ピ ン を保護する
手段も あ り ます。 表 14-4 にデバイ スのプ ロ グ ラ ミ ン グ ま たはコ ン フ ィ グ レーシ ョ ンで使用可能な ピ ンの概
要を示し ます。
表 14-4. MachXO2 デバイ ス フ ァ ミ リ の sysCONFIG 及び JTAG ピ ン
ピン名 I/Oタイプ モード
PROGRAMN 弱いプルア ッ プのあ る入力 sysCONFIG
INITN 弱いプルア ッ プのあ る双方向オープン ド レ イ ン sysCONFIG
DONE 弱いプルア ッ プのあ る双方向オープン ド レ イ ン sysCONFIG
MCLK/CCLK 弱いプルア ッ プのあ る入力ま たは出力 sysCONFIG – SSPI, MSPI
CSSPIN 弱いプルア ッ プのあ る出力 sysCONFIG – MSPI
SI/SPISI 入力ま たは出力 sysCONFIG – SSPI, MSPI
SO/SOSPI 入力ま たは出力 sysCONFIG – SSPI, MSPI
SN 弱いプルア ッ プのあ る入力 sysCONFIG - SSPI
SCL 双方向オープン ド レ イ ン sysCONFIG - I2C SDA 双方向オープン ド レ イ ン sysCONFIG - I2 C
TDI 弱いプルア ッ プのあ る入力 JTAG
TDO 弱いプルア ッ プのあ る出力 JTAG
TCK 入力 JTAG
TMS 弱いプルア ッ プのあ る入力 JTAG
JTAGENB 弱いプルダウ ン ロー ド のあ る入力 JTAG
sysCONFIG ピ ン
以下に MachXO2 デバイ スの sysCONFIG ピ ン機能説明を示し ます。 こ れら のピ ンは、 プ ロ グ ラ ミ ン グ ま たは
コ ン フ ィ グ レーシ ョ ン ・ プ ロ セ ス を制御ま たはモニ タする ために使用 さ れます。 ま た JTAG 以外のプ ロ グ ラ
ミ ン グ ・ シーケ ン スにのみ使用されます。 JTAG ピ ンの機能については、 本書の ispJTAG ピ ンのセ ク シ ョ ン
で説明し ます。
全ての sysCONFIG ピンはデュアル機能ピンであるため、デバイ スのコ ンフ ィ グレーシ ョ ン後にユーザ I/O と
し て使用でき ます。 この場合ユーザは次の点に従 う 必要があ り ます。
• 対応する sysCONFIG プ リ フ ァ レ ン ス を DISABLE にする必要があ り ます。 ユーザが イ ネーブルし た場合を
除いて、 これらのソ フ ト ウ ェア ・ デフ ォル ト は DISABLE です
• ユーザは、 内部ま たは外部ロ ジ ッ ク がデバイ スの コ ン フ ィ グ レーシ ョ ンに干渉し ない こ と を確実にする必
要があ り ます
表 14-5 に、 ブ ラ ン ク デバ イ スの共有 sysCONFIG ピ ンのデフ ォル ト 状態 と 、 それ ら のピ ンのユーザモー ド に
おけ るデフ ォル ト 状態を示し ます。 ユーザモー ド は、 ソ フ ト ウ ェ アのデフ ォル ト sysCONFIG プ リ フ ァ レ ン
スで定義されます。 ブ ラ ン ク ま たは消去デバ イ スでは、 デフ ォル ト で JTAG、 SPI ス レーブ、 及び I 2 C ポー ト
がイネーブルになり ます。
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表 14-5. sysCONFIG ピ ンのデフ ォル ト 状態
PROGRAMN 1
ピン名
ピ ン機能
(コンフィグレーション
モード )
ピ ン方向
(コンフィグレーションモード)
デフォル ト機能
(ユーザモード)
PROGRAMN 弱いプルア ッ プのあ る I/O PROGRAMN
INITN I/O 弱いプルア ッ プのあ る I/O ユーザ定義 I/O
DONE I/O 弱いプルア ッ プのあ る I/O ユーザ定義 I/O
MCLK/CCLK SSPI 弱いプルア ッ プのあ る I/O ユーザ定義 I/O
SN SSPI 弱いプルア ッ プのあ る I/O ユーザ定義 I/O
SI/SPISI SSPI 入力 ユーザ定義 I/O
SO/SOSPI SSPI 出力 ユーザ定義 I/O
CSSPIN I/O 弱いプルア ッ プのあ る I/O ユーザ定義 I/O
SCL I2 C 双方向 ユーザ定義 I/O
SDA I2 C 双方向 ユーザ定義 I/O
1. ユーザモー ド の PROGRAMN デフ ォル ト は、 ispLEVER 8.1 および Diamond 1.1 以降はユーザ定義の I/O に変わっ
ています
PROGRAMN
PROGRAMN は、 弱 く プルア ッ プ さ れたデュ アル機能入力ピ ンで、 JTAG 以外の SRAM コ ン フ ィ グ レーシ ョ
ン ・ シーケン スの開始に使用 さ れます。 PROGRAMN に印加 さ れる信号が High か ら Low に遷移する と 、 デバ
イスがコンフィグレーションモードになります。PROGRAMNピンをLowにすることで、コンフィグレーショ
ンの開始を遅らせる こ と がで き ます。 PROGRAMN の最小パルス幅要件は、 MachXO2 データ シー ト を参照し
て く だ さ い。デバ イ スが JTAG を用いてプ ロ グ ラ ミ ン グか コ ン フ ィ グ レーシ ョ ン を し てい る場合、PROGRAMN
はデバイスが JTAG モードから解放されるまで無視されます。 デバイスのコンフィグレーシ ョ ン中に、
PROGRAMN ピ ン を ト グルする こ と は避けなければな り ません。
ブ ラ ン ク デバイ スがボー ド 上にあ る場合は、 PROGRAMN ピ ン を Low に し ない よ う に特に注意する必要があ
り ます。 と い う のは、 PROGRAMN が Low にな る と デバイ スの SPI 及び I 2 Cモードが無効になるため、これで
は SPI 及び I 2 Cからデバイスをコンフィグレーションできなくなります。
INITN
INITN は弱 く プルア ッ プ さ れたデュ アル機能オープン ド レ イ ンの双方向ピ ンで、 Low パルスの出力 と 、 Low
パルス入力の検出が可能です。 SRAM の コ ン フ ィ グ レーシ ョ ン中に Low が出力される と 、 SRAM の初期化中
であるこ とを表し、また High になるとデバイスがコンフィグレーショ ン・データの受け入れ準備ができたこ
とを表します。
INITN ピ ン を外部か ら Lowに保持する こ と で、コ ン フ ィ グ レーシ ョ ンの開始を遅らせる こ と がで き ます。INITN
ピ ンが Low の間、 デバイ スはコ ン フ ィ グ レーシ ョ ン ・ モー ド にな り ません。 コ ン フ ィ グ レーシ ョ ンの開始後
は、 INITN はビ ッ ト ス ト リ ーム ・ エ ラーの表示に使用されます。 コ ン フ ィ グ レーシ ョ ン中に何ら かのエ ラー
が検出さ れる と INITN ピ ンは Low にな り 、 その後に DONE も Low のま まにな り 、 デバ イ スがウ ェ イ ク ア ッ
プしません。
MachXO2 デバ イ スの INITN ピ ンは、 ブ ラ ン ク デバイ ス を初めてプ ロ グ ラ ムする と き、 ま たはデバ イ ス を新し
いパターンでプ ロ グ ラ ムする と きは、 初期化中に Low にな り ません。 こ れは INITN ピ ンが既にデフ ォル ト で
High にプルア ッ プ さ れてい る ためです。 論理 Low (デバ イ スの初期化中) か ら High (コ ン フ ィ グ レーシ ョ
ン ・データ の受け入れ準備完了) への遷移は、その後の電源の再投入ま たは PROGRAMN ピ ンの ト グルに よ っ
て コ ン フ ィ グ レーシ ョ ンする場合に発生し ます。
DONE
DONE は弱 く プルア ッ プされたデュ アル機能オープン ド レ イ ンの双方向ピンです。 デバイ スがコ ンフ ィ グ
レーシ ョ ンモー ド で、 内部 DONE ビ ッ ト がプ ロ グ ラ ム さ れていない と き に、 DONE ピ ンは Low に ド ラ イ ブ さ
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れます。 INITN 及び PROGRAMN ピ ンが High にな り 、 内部 DONE ビ ッ ト がプ ロ グ ラ ム さ れる と 、 DONE ピ ン
は解放されます。 DONE ピ ンは外部か ら Low に保持で き、 こ の場合 DONE ピ ンが解放される まで、 デバ イ ス
は機能動作を開始し ません。
INITN ピ ン と 同様に、 MachXO2 デバ イ スの DONE ピ ンは、 デバイ ス を初めてプ ロ グ ラ ムする と き、 ま たはデ
バイ ス を新し いパターンでプ ロ グ ラ ムする と きは、 初期化中に Low にな り ません。 そのため、 こ の よ う な条
件では Low か ら High への遷移が発生し ません。 その後の電源の再投入ま たは PROGRAMN ピ ンの ト グルに
よ って、 デバイ ス ・ コ ン フ ィ グ レーシ ョ ン を起動する と 、 DONE ピ ンはコ ン フ ィ グ レーシ ョ ン中に Low にな
り 、 コ ン フ ィ グ レーシ ョ ンが正常に完了する と High に戻 り ます。
ブ ラ ン ク ・ デバ イ スの DONE ピ ン動作は、 コ ン フ ィ グ レーシ ョ ン さ れていな く て も、 プルア ッ プ さ れてい る
ために誤った状態を示すこ と があ り ます。最初のコ ンフ ィ グレーシ ョ ンが成功し た後に内部 DONE ビ ッ ト を
読み出すこ と は、 デバイ スが コ ン フ ィ グ レーシ ョ ン済みかど う かを外部か ら確認する良い方法です。
JTAG を使用し て SRAM を コ ン フ ィ グ レーシ ョ ンする場合は、 DONE ピ ンがバウ ンダ リ ス キ ャ ン ・ セルで ド
ラ イ ブ さ れる ため、 DONE ピ ンの状態はコ ン フ ィ グ レーシ ョ ンが完了する まで意味を持ち ません。
MCLK/CCLK
MCLK/CCLK はデュ アル機能の双方向ピ ンで、 その方向はマ ス タ ま たはス レーブのど ち ら のモー ド を選択し
たかで決ま り ます。 マス タ モー ド を選択し た場合は MCLK ピ ン と 呼ばれ出力ピ ンにな り ます。 それ以外の場
合は CCLK と 呼ばれる入力ピ ンにな り ます。
MCLK/CCLK ピ ンが出力になった場合は、 こ のピ ンに内部プ ロ グ ラ マブル ・ オシ レータ が接続 さ れ、 外付け
ス レーブデバイ ス を ド ラ イ ブ し ます。 停止する と 、 MCLK は入力 ( ト ラ イ ス テー ト 出力) にな り ます。 その
後の コ ン フ ィ グ レーシ ョ ン初期化シーケ ン スでは MCLK が再起動し (出力にな り ) ます。
SN
SN ピ ンは弱 く プルア ッ プ さ れたデュ アル機能入力ピ ンです。 SN は内部 SPI イ ン ターフ ェ イ スに対する ア ク
テ ィ ブ Low のチッ プセレ ク ト で、 ス レーブ SPI モード で使用されます。
SN ピ ンが Low に ド ラ イ ブ さ れた場合は、 CSSPIN (次項参照) も High に ド ラ イ ブする必要があ り 、 マ ス タ
SPI イ ン ターフ ェ イ スがア ク テ ィ ブにな る こ と を防止する ために MCLK/CCLK を入力に保持し ます。 こ れに
よ り マ ス タ及びス レーブ SPI イ ン ターフ ェ イ ス間の競合が回避されます。
こ のピ ン を SN と し て確保し、 ス レーブ SPI イ ン ターフ ェ イ スへのア ク セス を可能にする には、 sysCONFIG
プ リ フ ァ レ ン スの SLAVE_SPI_PORT を ENABLE に設定する必要があ り ます。 SLAVE_SPI_PORT オプシ ョ ンは
設計ソ フ ト ウ ェ アで設定で き ます。
CSSPIN
CSSPIN は、 弱 く プルア ッ プ さ れたデュ アル機能出力ピ ンです。 CSSPIN は、 外付け SPI フ ラ ッ シ ュ に対する
アクティブ Low のチップセレク トで、 マスタ SPI モードで使用されます。sysCONFIG プリファレンス
MASTER_SPI_PORT が ENABLE に設定 さ れてい る と 、 CSSPIN ピ ンは専用ピ ンにな り ます。 こ のピ ンは内部に
弱いプルア ッ プ抵抗があ り ますが、 SPI 動作中の早い立ち上が り のために外部プルア ッ プを付加する こ と を
推奨し ます。
SI/SISPI
SI/SISPI はデュ アル機能の双方向ピンです。 その方向はマス タ またはス レーブのどち らのモード がア ク テ ィ
ブかで決ま り ます。 SI/SISPI はス レーブ SPI モー ド 使用時は入力データ ピ ンにな り 、 マ ス タ SPI モー ド 使用時
は出力データ ピ ンにな り ます。
こ の ピ ン を SI/SISPI と し て確保 し、 SPI イ ン タ ー フ ェ イ ス への ア ク セ ス を可能にす る には、 少な く と も
sysCONFIG プ リ フ ァ レ ン スの SLAVE_SPI_PORT ま たは MASTER_SPI_PORT のいずれかを ENABLE に設定する
必要があ り ます。
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MachXO2 ユーザガ イ ド
ラティスセミコンダクター プログラミングとコンフィグレーション
SO/SPISO
SO/SOSPI ピ ンはデュ アル機能の双方向ピ ンです。 その方向はマス タ ま たはス レーブのどち ら のモー ド がア
ク テ ィ ブかで決ま り ます。 SO/SOSPI はマス タ SPI モー ド 使用時は入力データ ピ ンにな り 、 ス レーブ SPI モー
ド 使用時は出力データ ピ ンにな り ます。
こ のピ ン を SO/SOSPI と し て確保 し、 SPI イ ン タ ーフ ェ イ スへのア ク セ ス を可能にする には、 少な く と も
sysCONFIG プ リ フ ァ レ ン スの SLAVE_SPI_PORT ま たは MASTER_SPI_PORT のいずれかを ENABLE に設定する
必要があ り ます。
SCL
SCL は双方向のオープン ド レ イ ン ・ ピ ンで、 I 2 Cインターフェイスのクロックポートとして使用されます。デ
バイスが I 2 C マス タ の場合は出力ピ ンにな り 、 I 2 Cスレーブの場合は入力ピンになります。I 2 C仕様ではこの
信号の外部プルア ッ プが求め ら れています。
このピンを I 2 C ポー ト に よ るデバ イ スの コ ン フ ィ グ レーシ ョ ンに使用する目的に確保する には、 sysCONFIG
プ リ フ ァ レ ン スの I2C_PORT を ENABLE に設定する必要があ り ます。
SDA
SDA は双方向のオープン ド レ イ ン ・ ピ ンで、 I 2 C イ ン ターフ ェ イ スのデータ ポー ト と し て使用 さ れます。 こ
のピンは I 2 C バス上のデータ伝送中にダ イ ナ ミ ッ ク に方向が変化し ます。 バスの READ 動作時にはデータ を
受信し、 バスの WRITE 時にはデータを送信します。 I 2 C 仕様ではこの信号の外部プルア ッ プが求められてい
ます。
このピンを I 2 C ポー ト に よ るデバ イ スの コ ン フ ィ グ レーシ ョ ンに使用する目的に確保する には、 sysCONFIG
プ リ フ ァ レ ン スの I2C_PORT を ENABLE に設定する必要があ り ます。
ispJTAG ピン
ispJTAG は IEEE 1149.1 規格の TAP (テ ス ト ア ク セス ・ ポー ト ) ピ ンです。 ispJTAG は共有ピ ンですが、 デ
フ ォル ト ではデバイ スのプロ グ ラ ミ ング用にイネーブルになっています。 ispJTAG ポー ト がイネーブルの と
きは、 こ れら のピ ンは MachXO2 デバ イ スの電源投入時には常時ア ク セ ス可能にな り ます。 sysCONFIG プ リ
フ ァ レ ン スの JTAG_PORT を DISABLE に設定する と 、こ れら のピ ン をユーザ I/O に回復で き ます。4 線 ispJTAG
ポー ト は専用の JTAG プ ロ グ ラ ミ ン グ ピ ン と し て使用する こ と を推奨し ます。
デバイ スが IEEE 1149.1 ま たは 1532 JTAG 制御でプ ロ グ ラ ム さ れてい る場合は、 プ ロ グ ラ ミ ン グの進行状況
の判定に、 DONE な どの sysCONFIG プ ロ グ ラ ミ ン グ ピ ン を使用で き ません。 こ れはバウ ンダ リ ス キ ャ ン ・ セ
ルの状態に よ る ピ ンの ド ラ イ ブが、通常の内部ロ ジ ッ ク ではな く IEEE JTAG 規格に従って行われる ためです。
表 14-6. ispJTAG ピ ンのデフ ォル ト 状態
ピン名
ピ ン機能
(コンフィグレーションモード)
ピ ン方向
(コンフィグレーションモード)
デフォル ト機能
(ユーザモード)
TDI TDI 弱いプルアップのある入力 TDI
TDO TDO 弱いプルアップのある出力 TDO
TCK TCK 入力 TCK
TMS TMS 弱いプルアップのある入力 TMS
JTAGENB I/O 弱いプルダウンのある入力 I/O
TDO
TDO (Test Data Output) ピ ンはシ リ アルテ ス ト 命令及びデータ をシ フ ト ア ウ ト する ために使用さ れます。
TDO が内部回路か ら ド ラ イ ブ さ れていない場合、 こ のピ ンはハ イ イ ン ピーダン ス状態にな り ます。 こ のピ ン
は JTAG コ ネ ク タ の TDO、 ま たは JTAG チェ イ ン下流デバイ スの TDI に配線する必要があ り ます。 TDO ピ
ンには内部プルアップ ・ レジスタがあ り、 これはバンクの V CCIO にプルア ップされています。
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MachXO2 ユーザガ イ ド
ラティスセミコンダクター プログラミングとコンフィグレーション
TDI
TDI (Test Data Input) ピ ンはシ リ アルテ ス ト 命令及びデータ をシフ ト イ ンする ために使用されます。 こ のピ
ンは JTAG コ ネ ク タ の TDI、 ま たは JTAG チェ イ ン上流デバ イ スの TDO に配線する必要があ り ます。 TDI ピ
ンには内部プルアップ ・ レジスタがあ り、 これはバンクの V CCIO にプルア ップされています。
TMS
TMS (Test Mode Select) ピ ンは TAP コ ン ト ローラ の動作を制御する入力ピ ンです。 TCK の立下 り エ ッ ジに
おけ る TMS の状態に応じ て、 TAP コ ン ト ローラ ・ ス テー ト マシンの状態遷移が行われます。 TMS ピ ンには
内部プルア ッ プ ・ レ ジ ス タ があ り 、 こ れはバン ク の V CCIO にプルア ップされます。
TCK
TCK (Test Clock) ピ ンはデータ レ ジ ス タ及び命令レ ジ ス タ の ロー ド と ア ン ロー ド を行い、 TAP コ ン ト ロー
ラ を実行する ための ク ロ ッ ク を提供し ます。 TCK は High と Low のど ち ら の状態で も停止で き、 デバ イ スの
データ シー ト に示さ れる周波数以下の速度で動作で き ます。 TCK ピ ンは MachXO2 データ シー ト の DC 電気
的特性の項に示される値に対応し ています。 TCK ピンはプルア ッ プ されていません。 V CC 電源が印加 さ れる
際の、意図しないTAPコントローラへのクロック動作を防止するために、PCB上の4.7kΩでプルダウンす
る こ と を推奨し ます。
JTAGENB
ピ ンは IEEE 1149.1 準拠ピ ン と も呼ばれ、 ユーザモー ド 時に ispJTAG ポー ト の機能を制御する入力ピ ンです。
デフ ォル ト では JTAGENB ピ ンはユーザ I/O で、 4 線の ispJTAG ポー ト がプ ロ グ ラ ミ ン グ用に使用されます。
こ れはブ ラ ン ク デバイ ス と 、 ソ フ ト ウ ェ アで sysCONFIG のデフ ォル ト 属性にプ ロ グ ラ ム さ れたデバ イ スに
使用可能な、 伝統的な JTAG ポー ト ・ コ ン フ ィ グ レーシ ョ ンです。 図 14-3 に MachXO2 デバイ スの ispJTAG
ポー ト のデフォル ト 動作を示し ます。
図 14-3. JTAG_PORT = ENABLE 時のデフ ォル ト ispJTAG ポー ト
TCK
TMS
TDI
TDO
TCK/IO
TMS/IO
TDI/IO
TDO/IO
MachXO2
ispJTAG ポー ト をユーザ I/O と し て回復する場合は、sysCONFIG 属性の JTAG_PORT を DISABLE に設定する
必要があ り ます。こ の条件では JTAGENB ピ ンが専用ピ ンにな り ます。JTAGENB に Low 信号を与え る と JTAG
ポー ト はデ ィ セーブル さ れて、 4 本の JTAG ピ ンはユーザ I/O にな り ます。 JTAGENB に High 信号を与え る
と JTAG ポー ト は イ ネーブル さ れて、 4 本のピ ンは専用 JTAG ピ ンにな り ます。 図 14-4 に JTAGENB で制御
さ れた ispJTAG ポー ト の動作を示し ます。
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MachXO2 ユーザガ イ ド
ラティスセミコンダクター プログラミングとコンフィグレーション
図 14-4. JTAG_PORT = DISABLE 時の ispJTAG ポー ト 動作
GND
JTAGENB = ‘0’
I/O
I/O
I/O
I/O
IO/JTAGENB
TCK/IO
TMS/IO
TDI/IO
TDO/IO
JTAGENB はダ ウ ン ロー ド ・ ケーブルの ispEN ピ ンに接続する か、 ま たはオンボー ド JTAG プ ロ グ ラ ミ ン グで
デバ ッ グが必要な場合はプルア ッ プする必要があ り ます。
コンフィグレーション ・ シーケンス
デバイ ス をユーザが動作可能なモー ド にする には、 SRAM メ モ リ を正し く コ ン フ ィ グ レーシ ョ ンする必要が
あ り ます。 コ ン フ ィ グ レーシ ョ ン ・ データ を格納する ためには、 オンチ ッ プ ・ フ ラ ッ シ ュ メ モ リ ま たは外付
けSPI フラッシュメモリ ・デバイスを使用する必要があります。 この項ではオンチップ・フラッシュメモリ
の正常なプロ グ ラ ム後に、 デバイ ス をユーザモード にするためのコ ンフ ィ グレーシ ョ ン ・ シーケン スについ
て説明し ます。
デバイ スが動作可能にな る前に、 デバ イ スはコ ン フ ィ グ レーシ ョ ン ・ プ ロ セス を終了する必要があ り ます。
フ ラ ッ シ ュ の DONE ヒ ューズがプ ロ グ ラ ム さ れていない場合は、 コ ン フ ィ グ レーシ ョ ン ・ プ ロ セ スは起動 さ
れません。 DONE ヒ ューズがプ ロ グ ラ ム さ れてい る場合は、 次の方法でオンチ ッ プ ・ フ ラ ッ シ ュ メ モ リ か ら
SRAM へコ ン フ ィ グ レーシ ョ ン ・ データ のダ ウ ン ロー ド が ト リ ガ さ れます。
• デバ イ スの電源の再投入
• PROGRAMN ピ ンの ト グル (使用可能な場合)
• sysCONFIG ポー ト か ら の REFRESH コ マン ド の発行 (ポー ト が使用可能な場合)
• JTAG REFRESH コ マン ド ま たはシーケ ン スの発行 (ポー ト が使用可能な場合)
こ のシーケ ン スは、 電源が安定状態にな って内部パワーオン リ セ ッ ト (POR) が解放さ れた と き、 ま たは
PROGRAMN ピ ンが Low に ド ラ イ ブ さ れた と き に開始 さ れます。次に MachXO2 デバイ スは INITN ピ ン と DONE
ピ ン を Low に ド ラ イ ブ し て、 I/O を ト ラ イ ス テー ト に し ます (図 14-5 参照)。 デバ イ スは、 コ ン フ ィ グ レー
シ ョ ン回路を リ セ ッ ト し、 CFM を ク リ アする こ と で、 コ ン フ ィ グ レーシ ョ ンの準備を し ます。 初期化が完了
し た と き に PROGRAMN が High であれば INITN が解放 さ れ、 デバイ スが コ ン フ ィ グ レーシ ョ ン ・ データ を受
け入れ可能な こ と を示し ます。 INITN が外部か ら Low に保持 さ れてい る場合、 MachXO2 デバイ スは High に
なるまで待ちます。INITNがHighになると、デバイスは内部フラッシュメモリからのプリアンブル・ コード
の検索を開始し ます。 プ リ ア ンブル以降のデータは、 全て有効な コ ン フ ィ グ レーシ ョ ン ・ データ です。 コ ン
フ ィ グ レーシ ョ ンが完了する と 、 内部 SRAM の DONE ビ ッ ト がセ ッ ト さ れ、 DONE ピ ンが High にな り 、 デ
バイスがウェイクアップし (ユーザモードになり) ます。
ビ ッ ト ス ト リ ームの読み出し時にエ ラーが検出された場合は、 INITN は Low にな り 、 内部 DONE ビ ッ ト も
セットされず、DONEピンがLowのままとなって、デバイスはウェイクアップしません。以下の場合にデバ
イ スはコ ン フ ィ グ レーシ ョ ンに失敗し ます。
• ビッ ト ス ト リームに CRC エラーが検出された
• 無効な コ マン ド エ ラーが検出された
MachXO2 MachXO2
VCCIO
JTAGENB = ‘1’
TCK
TM
TDIS
TDO
IO/JTAGENB
TCK/IO
TMS/IO
TDI/IO
TDO/IO
• オンチップ ・ フラ ッシュ メモリからのロード時にタイムアウ トエラーが発生した
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MachXO2 ユーザガ イ ド
ラティスセミコンダクター プログラミングとコンフィグレーション
• オンチップ SRAM コンフィグレーシ ョ ンまたはオンチップ ・ フラ ッシュ メモリの終わりに達しても、 プロ
グ ラ ム完了コ マン ド を受信し なかった
図 14-5. SRAM コ ン フ ィ グ レーシ ョ ンの タ イ ミ ング図
CCLK
PROGRAMN
INITN
DONE
既に記述し た と お り 、 INITN 及び DONE ピ ンのデフ ォル ト 動作は、 デバ イ スがプ ロ グ ラ ム さ れていない (ブ
ラ ン ク ) 状態の と き、 弱 く プルア ッ プ さ れた ト ラ イ ス テー ト のユーザ I/O にな り ます。 そのため DONE ピ ン
はデバイスがプログラムされていないときにHighにプルアップされます。INITNピンも同様に、初期化が行
われていな く て も ブ ラ ン ク デバイ スではデータ の受け入れ準備がで き てい る よ う に見え る こ と があ り ます。
こ の動作は、 電源をオンオフせずに消去済みのデバイ スが初めて直接プ ロ グ ラ ム さ れた場合に発生し ます。
フラッシュ ・プログラミング
フ ラ ッ シ ュ メ モ リ 領域は、 JTAG ポー ト や I 2 C ポー ト 、 SPI ポー ト 、 あ るいは WISHBONE バス を介し てア ク
セスできます。 フラッシュメモリへの操作は、 ダイレク トモードかバックグランドモードが可能です。
WISHBONE バス を介し て フ ラ ッ シ ュ メ モ リ にア ク セ スする場合は、バ ッ ク グ ラ ン ド モー ド で行わなければな
り ません。 コマン ド "ISC ENABLE" はデバイ ス をダイ レ ク ト ・ プロ グ ラ ミ ングモード に投入し ますが、 コマ
ン ド "LSC_ENABLE_X" ではバ ッ ク グ ラ ン ド ・ プ ロ グ ラ ミ ン グ を実行し てい る間もデバ イ スは通常動作モー ド
にあ る ま まです。 どち ら の場合も、 フ ラ ッ シ ュ メ モ リ はプ ロ グ ラ ムする前に消去し なければな り ません。
SRAM やフ ラ ッ シ ュ のデータ を全て消去する ために、 "ISC ERASE" コ マン ド を用い る こ と がで き ます。 最初
のオペラ ン ド で消去する セ ク タ が決定されます。
• Bit 0 = SRAM
• Bit 1 = フィーチャ行
• Bit 2 = コンフィグレーション・フラッシュ
• Bit 3 = UFM
• Bits 4-7 = 0
Initialize Configure Wake-Up
各デバイ ス規模に対する コ ン フ ィ グ レーシ ョ ン ・ フ ラ ッ シ ュ と UFM のページ数 と のページ数を表 14-7 に示
し ます。 フ ラ ッ シ ュ ・ リ ー ド バ ッ ク かベ リ フ ァ イ の間の リ ー ド バ ッ ク ・ ページ数については、 リ ー ド バ ッ ク
コ マン ド で規定する こ と がで き ます。
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MachXO2 ユーザガ イ ド
ラティスセミコンダクター プログラミングとコンフィグレーション
表 14-7. MachXO2 フ ァ ミ リ のフ ラ ッ シ ュ メ モ リ ・ ページ数
MachXO2 デバイ ス規模
コンフィグレーション ・ フ
ラッシュ (ページ)
UFM ( ページ )
7000 9216 2046
4000 5760 767
2000 3200 639
1200 2176 511
640 1152 191
256 575 0
フ ラ ッ シ ュ リ ー ド と ベ リ フ ァ イ動作には内部オシ レータ か ら の 133MHz ク ロ ッ ク を用います。 MachXO2-256
と MachXO2-640/U、 および MachXO2-1200 デバイ スは、 1 ページ (128 ビ ッ ト ) のフ ラ ッ シ ュデータ を読む
ために 40 ク ロ ッ ク周期を必要 と し ます。こ れら よ り 大き い MachXO2 デバイ スは、1 ページのフ ラ ッ シ ュデー
タ を読むために 20 ク ロ ッ ク 周期が必要でます。 MachXO2 デバ イ スのページあた り のフ ラ ッ シ ュ リ ー ド 時間
については、 以下の よ う に計算で き ます。
最悪ケースのページあた り のフ ラ ッ シ ュ リ ー ド 時間 = 総 ク ロ ッ ク 周期 x (133MHz の最も遅い ク ロ ッ ク )
コ マーシ ャル ・ グ レー ド 品デバイ スに対し てデータ シー ト で規定 さ れる 133MHz ク ロ ッ ク の最小値を用い る
と 、MachXO2-1200 デバイ スの 1 ページあた り フ ラ ッ シ ュ リ ー ド 時間は約 318ns にな り ます。MachXO2-4000
デバイ スのページあた り の リ ー ド 時間は約 159ns です。
フ ラ ッ シ ュ操作の詳細については付録 A と 付録 B で記述し ています。
プログラムモード とコンフィグレーショ ン ・ モード
MachXO2 デバイ スは、 ispJTAG ポー ト 及び sysCONFIG ポー ト を利用する、 複数のプ ロ グ ラ ミ ン グモー ド と
コ ン フ ィ グ レーシ ョ ン ・ モー ド に対応し ています。 JTAG ま たは sysCONFIG モー ド は、 設計 ソ フ ト ウ ェ アで
選択で き ます。 こ れら の ソ フ ト ウ ェ ア設定では、 対応する プ ロ グ ラ ミ ン グポー ト ・ イ ネーブルを設定する こ
とで、 コンフィグレーション ・モードが決まります。
デバイ スがコ ン フ ィ グ レーシ ョ ン・モー ド にあ る と きは、デバイ スのプロ グ ラ ミ ング及びコ ン フ ィ グ レーシ ョ
ンに JTAG、 スレーブ SPI、 I 2 C の各モー ド を使用で き ます。 全てのモー ド が有効になってい る場合は JTAG
モード の優先度が最も高 く な り ます。 全てのコ ンフ ィ グレーシ ョ ン ・ モード で最も優先度が低いのは内部
WISHBONE です。
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MachXO2 ユーザガ イ ド
ラティスセミコンダクター プログラミングとコンフィグレーション
表 14-8. sysCONFIG モー ド の推奨ピ ンマ ッ ピ ン グ
ピン
ブランク
デバイ ス
ピン方向
(コンフィグ)
PROGRAMN PROGRAMN I
INITN GPIO I/O
DONE GPIO I/O
JTAG
スレーブ
SPI (SSPI)
JTAG モード
MachXO2 デバ イ スは、ispJTAG ポー ト か ら のプ ロ グ ラ ム及びコ ン フ ィ グ レーシ ョ ンが可能です。ispJTAG ポー
トは常にオンで、デバイスがブランクとき、 またはデバイスがデフォルトのソフトウェア設定でプログラム
さ れた後に使用可能にな り ます。 デフ ォル ト 設定では ispJTAG ポー ト が イ ネーブルにな り 、 他の全ての
sysCONFIG ポー ト がデ ィ セーブルにな り ます。そのため ispJTAG ポー ト をデバ イ スのプ ロ グ ラ ミ ン グ及びコ
ン フ ィ グ レーシ ョ ン用 と し て排他的に使用で き、 sysCONFIG ピ ンは汎用 I/O と し て確保されます。
デバイ スの コ ン フ ィ グ レーシ ョ ン後に ispJTAG ポー ト がユーザ I/O と し て回復する と 、 JTAGENB ピ ンがア
ク テ ィ ブにな り 、 ispJTAG ポー ト はデ ィ セーブル さ れ、 そ し て 4 本の JTAG ピ ンが汎用 I/O と し て使用可能
にな り ます。 図 14-4 に示すよ う に、 JTAGENB を ス タ テ ィ ッ ク に Low にプルダ ウ ンする と ispJTAG ポー ト を
デ ィ セーブルで き ます。 ま た 4 本のピ ン をダ イ ナ ミ ッ ク に選択し て、 JTAG ピ ン ま たは汎用 I/O と し て使用
するこ と もできます。
ISC 1532
ispJTAG ポー ト か ら の コ ン フ ィ グ レーシ ョ ン と プ ロ グ ラ ミ ン グは、IEEE 1532 標準に準拠し ています。 バウ ン
ダ リ ス キ ャ ン (BSCAN) セルは、 全ての 1532 モー ド 命令の中で I/O を制御し ます。 バウ ンダ リ ス キ ャ ン ・
セルは、 JTAG 1532 モー ド 使用時には事前設定値に設定で き ます。
TransFR
このモードは、I/O はデバイスのコンフ ィグレーシ ョ ン中に BSCAN セルで制御されます。再コンフ ィグレー
シ ョ ンが必要な場合は、 出力の値が保持 さ れます。 ユーザは任意のピ ンが送出する信号を ispVM ソ フ ト ウ ェ
アか ら変更で き ます。 TransFR モー ド を終了する と きは、 ユーザ ロ ジ ッ ク で信号を必ず適切な値に設定し、
モード
マスタ SPI
(MSPI) 2 I 2 C SDM
オプシ ョ ン オプシ ョ ン
MCLK/CCLK スレーブ SPI I/O � �
JTAGENB GPIO I �
TDO TDO O �
TMS TMS I �
TCK TCK I �
TDI TDI I �
SN スレーブ SPI I �
SI スレーブ SPI I � �
SO スレーブ SPI O � �
CSSPIN GPIO O �
SDA SDA I/O �
SCL SCL I/O �
内部
Wishbone 1
— — — �
1. 内部 WISHBONE スレーブバスの ド ラ イ ブはユーザロジ ッ ク によ る。 このモー ド ではピ ンマ ッ ピ ングは適用されない
2. MSPI モー ド 用に これらのピ ン を確保する こ と を推奨
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MachXO2 ユーザガ イ ド
ラティスセミコンダクター プログラミングとコンフィグレーション
グ リ ッ チを防止する必要があ り ます。こ のモー ド でデュ アルブー ト 機能が ト リ ガ さ れる こ と はあ り ません(下
記参照)。
REFRESH 命令
命令には PROGRAMN ピ ンの ト グル と 同じ効果があ り 、SRAM メ モ リ を ク リ ア し、 フ ラ ッ シ ュ メ モ リ を SRAM
メモリにダウンロードして、デバイスをウェイクアップします。デバイスが JTAG モードを終了するまで、
コ ン フ ィ グ レーシ ョ ン中は全ての I/O が ト ラ イ ス テー ト にな り ます。 デュ アルブー ト 機能が有効な場合は、
こ の機能は REFRESH 命令に よ って起動されます。DONE ビ ッ ト を読み出すこ と に よ り 、デバ イ スのコ ン フ ィ
グレーシ ョ ンが正常に行われたかど う かを確認でき ます。
SRAM リ ー ド バ ッ ク
直接モー ド かバ ッ ク グ ラ ン ド ・ モー ド かに係わ らず、 SRAM メ モ リ の リ ー ド バ ッ ク は ispJTAG でのみ対応し
ます。 EBR 及び分散 RAM の読み出し時には注意が必要です。 と い う の も ユーザ回路か ら のア ク セ ス と 競合
する (その結果、 データ が書き換え ら れる) 可能性があ る ためです。 I/O 及び非 JTAG の コ ン フ ィ グ レーシ ョ
ンピンは、 バックグランドの SRAM リードバック中もアクティブのままになり ます。
バウンダ リ スキャ ン と BSDL フ ァ イル
こ のデバイ スの BSDL フ ァ イルは、 ラ テ ィ スのウ ェブサ イ ト (www.latticesemi.com) にあ り ます。 バウ ンダ リ
ス キ ャ ン ・ リ ングには、 全ての I/O ピ ン と デュ アル機能 sysCONFIG ピ ンが含まれます。 4 本の ispJTAG ピ ン
はデュ アル機能ピ ンであ る ため、 こ れら のピ ンには IEEE 1149.1 標準に準拠する ためのバウ ンダ リ ス キ ャ ン ・
セルはあ り ません。 MachXO2 デバイ スは IEEE1149.1 に規定されてい る JTAG デイ ジーチェ イ ンに対応し て
います。
SPI モード
MachXO2 デバイ スは SPI シ リ アルフ ラ ッ シ ュ規格に対応する メ モ リ に直接接続で き ます。SPI イ ン ターフ ェー
スはス レーブ SPI モー ド と マス タ SPI モー ド の 2 モー ド で使用で き ます。 それぞれの SPI モー ド は特有の用
途で使用さ れます。 MachXO2 デバ イ スは、 SPI モー ド でのデイ ジーチェ イ ンには対応し ていません。
スレーブ SPI モード (SSPI)
ス レーブ SPI モー ド では MCLK/CCLK ピ ン (CCLK) は入力にな り 、 コ マン ド は CCLK の立上が り エ ッ ジで
SI/SISPI ピ ンか ら MachXO2 デバイ スに読み込まれます。 データは CCLK の立下 り エ ッ ジで MachXO2 デバ イ
スか ら SO/SPISO ピ ンに書き出 さ れます。 チ ッ プセレ ク ト ピ ン SN は、 SSPI モー ド 動作の イ ネーブル と デ ィ
セーブルを行います。 SN が High の場合は SSPI イ ン ターフ ェ イ スが選択解除 さ れ、 SO/SPISO ピ ンがハ イ イ
ン ピーダン スにな り ます。 SN が Low にな る と SPI イ ン ターフ ェ イ スが選択 さ れ、 MachXO2 デバ イ スへの コ
マン ド の書き込み と 読み出し が可能にな り ます。 電源起動後に新規コ マン ド の受け取 り が可能にな る ために
は、 SN を High か ら Low に遷移し なければな り ません。
SSPI モー ド はフ ラ ッ シ ュ メ モ リ のプ ロ グ ラ ミ ン グに使用する こ がで き ます。 オンチ ッ プフ ラ ッ シ ュ に ラ イ ト
する ためには、 SN ピ ン を Low に保持する必要があ り 、 データは SI/SISPI か ら入力されます。 SSPI モー ド を
使用する こ と で TraceID や MY_ASSP、 ま た USERCODE な ど を含む、 フ ラ ッ シ ュ メ モ リ の リ ー ド バ ッ ク が可
能です。 SN を Low に ド ラ イ ブする こ と で、 デバ イ スは リ ー ド バ ッ ク 命令を SI/SISPI ピ ンか ら取 り 込み、 フ
ラ ッ シ ュ メ モ リ か ら のデータ が SO/SPISO ピ ンか ら出力されます。 デバ イ スがユーザモー ド にあ る と き にフ
ラ ッ シ ュ メ モ リ の リ ー ド バ ッ ク に対応する ためには、 設計ソ フ ト ウ ェ アで SLAVE_SPI_PORT プ リ フ ァ レ ン ス
を ENABLE に設定する必要があ り ます。
SSPI モー ド は REFRESH 命令に よ って SRAM メ モ リ を コ ン フ ィ グ レーシ ョ ンする たに使用で き ます。 その効
果は ispJTAG ポー ト か ら REFRESH 命令が発行された場合 と 同じ ですが、 こ のモー ド ではデュ アルブー ト 機
能が許容さ れない点が異な り ます。 SSPI では、 いずれのモー ド で も SRAM の直接コ ン フ ィ グ レーシ ョ ンや、
SRAM メ モ リ の リ ー ド バ ッ ク がで き ません。
ブ ラ ン ク デバ イ ス では、 SSPI モー ド が イ ネーブル さ れてい ます。 設計 ソ フ ト ウ ェ アでは、 こ のモー ド のデ
フ ォル ト 設定が DISABLE です。 そのため ソ フ ト ウ ェ アのデフ ォル ト 設定を変更し ない限 り 、 ユーザモー ド で
は SSPI ポー ト を使用でき ません。
14-14 TN1204JP_01.3e

MachXO2 ユーザガ イ ド
ラティスセミコンダクター プログラミングとコンフィグレーション
図 14-6. SSPI モー ド
uC
MCLK/CCLK
SN
SI/SISPI
SO/SPISO
MachXO2
CFG
SRAM
マス タ SPI モー ド (MSPI)
マ ス タ SPI モー ド では MachXO2 が MCLK/CCLK (MCLK) を ド ラ イ ブ し、 ビ ッ ト ス ト リ ーム を提供する ス
レーブ SPI フ ラ ッ シ ュデバイ スに出力し ます。 MachXO2 デバイ スは MCLK の立上が り エ ッ ジで コ マン ド を
SI/SISPI に送出し、 MCLK の立下 り エ ッ ジで SO/SPISO か らデータ を受け入れます。 マ ス タ シ リ アル ・ デバ
イ スは、 コ ン フ ィ グ レーシ ョ ン開始時に MCLK の ド ラ イ ブを開始し、 外部 DONE ピ ンが High に さ れる まで
MCLK を ド ラ イ ブ し続け ます。 デフ ォル ト で電源投入時の MCLK 周波数は 2.08MHz です。 ビ ッ ト ス ト リ ー
ムか ら新し い ク ロ ッ ク 周波数の指定値が ロー ド さ れる まで、マス タ ク ロ ッ ク 周波数はデフ ォル ト のま まです。
デュアルブー ト 機能は MSPI モードでサポー ト されます。 「ゴールデン」 ビ ッ ト ス ト リ ームは外付け SPI フ
ラッシュデバイスに置かれ、プライマリビットスト リームはオンチップ・フラッシュメモリに置かれます。
デバイ スは最初に、オンチ ッ プ・フ ラ ッ シ ュ メ モ リ か ら ブー ト し よ う と し ます。電源投入後ま たは PROGRAMN
ピン トグル後のデバイス ・ コンフィグレーション中に、 次のいずれかの状態になるとデュアルブート ・ イベ
ントがトリガされます。
• オンチ ッ プ ・ フ ラ ッ シ ュ メ モ リ か ら のビ ッ ト ス ト リ ームに CRC エ ラーが検出 さ れた
• オンチ ッ プ ・ フ ラ ッ シ ュからのロード 時にタ イ ムア ウ ト エラーが発生し た
デュアルブートがトリガされると、ゴールデン・ビットストリームが外付け SPI フラッシュデバイスから、
デバイ スの SRAM メ モ リ にロー ド されます。 ゴールデン ・ ビ ッ ト ス ト リ ームは、 外付け SPI フ ラ ッ シ ュの開
始ア ド レ ス 0x010000 にあ る必要があ り ます。
MSPI モード を使用し てオンチッ プ・フ ラ ッ シ ュ メ モ リ にア ク セスする こ と はでき ません。このモード はSRAM
メ モ リ の コ ン フ ィ グ レーシ ョ ン専用です。 デュ アルブー ト ・ イベン ト で使用 さ れる ゴールデン ・ ビ ッ ト ス ト
リ ームは、外付け SPI フ ラ ッ シ ュデバ イ ス にのみ格納で き ます。MSPI ポー ト は JTAG モー ド に よ る外付け SPI
フ ラ ッ シ ュデバ イ スのプ ロ グ ラ ミ ン グに も 使用で き ます。 こ れに よ っ てデュ アルブー ト 機能のサポー ト や、
外付け SPI フ ラ ッ シ ュデバイ ス を更新をする ための、 単一イ ン ターフ ェ イ スが得られます。 こ の機能を有効
にする には、 設計ソ フ ト ウ ェ アで MASTER_SPI_PORT プ リ フ ァ レ ン ス を ENABLE にする必要があ り ます。
ブラ ン クデバイ スでは MSPI モード はデ ィ セーブルされています。 設計ソ フ ト ウ ェ アでも、 このモード のデ
フ ォル ト 設定は DISABLE です。 そのため ソ フ ト ウ ェ アのデフ ォル ト 設定を変更し ない限 り 、 ユーザモー ド で
は MSPI ポー ト を使用で き ません。 MSPI モー ド が有効な場合は、 PROGRAMN ピ ン と DONE ピ ン を同時に イ
ネーブルする こ と を推奨し ます。 こ れは電源再投入以外でデュ アルブー ト ・ プ ロ セ ス を ト リ ガで き る のは、
PROGRAMN のみであ る ためです。他の コ ン フ ィ グ レーシ ョ ン ・ モー ド が有効になっていない場合、 こ のモー
ド でデバイ スの コ ン フ ィ グ レーシ ョ ンが正常に行われたかど う かを確認する唯一の方法は、 DONE ピ ン を監
視する こ と です。
Flash
REFRESH
EBR
14-15 TN1204JP_01.3e

MachXO2 ユーザガ イ ド
ラティスセミコンダクター プログラミングとコンフィグレーション
図 14-7. MSPI モー ド
JTAG Interface
External
SPI Flash
I2C モード
MachXO2 の I 2 C モー ド は 2 線式イ ン ターフ ェ イ スで、 ク ロ ッ ク 信号 と データ線よ り な り ます。 MachXO2 が
I 2C バス上のス レーブ ・ コ ンポーネン ト の場合、 SCL ピ ンは入力にな り ます。 デバ イ スがバス上でマ ス タ に
な る と 出力にな り ます。 SDA ピ ンは双方向信号で、 READ 動作時は入力、 WRITE 動作時は出力にな り ます。
デバイ スのプ ロ グ ラ ミ ン グ及びコ ン フ ィ グ レーシ ョ ン中、 MachXO2 は I 2 C マ ス タ か ら の コ マン ド に応答する
I 2 C ス レーブにな り ます。 こ の イ ン ターフ ェ イ スは最速 400KHz の SCL 周波数に対応し ています。
MachXO2 デバ イ スには 2 つのハー ド マ ク ロ化 I 2 C IP コ アがあ り ます。 デバ イ スプ ロ グ ラ ミ ン グには、 専用
II 2 Cポートを備えるプライマリ・ハードマクロI 2 C IP のみを用い る こ と がで き ます。MachXO2 デバイ スでは、
デバイ スプロ グ ラ ミ ング用に、またプ ラ イ マ リ I 2 Cポートおよびセカンダリ I 2 Cポート用にユニークなスレー
ブア ド レ スに対応し ます。 こ れら はス レーブア ド レ スの 2 LSB ビ ッ ト に よ って特定さ れ、 表 14-9 で示 さ れ
る よ う にハード コード化されています。 またス レーブア ド レ スは、 システム内でのス レーブア ド レ ス競合を
避け る ためにプ ロ グ ラ マブルです。 7 ビ ッ ト ア ド レ シングの 5 MSB ビ ッ ト ( 表 14-9 で xxxxxx と し て示す )
か、 10 ビ ッ ト ア ド レ シン グの 8 MSB ビ ッ ト ( 表 14-9 で yyyxxxxx と し て示す ) がプ ロ グ ラ マブルであ り 、 全
I 2 C ポー ト と 機能で共有されます。
MachXO2 I 2 C インターフェ イ スのデフォル ト ・ スレーブアド レスは、 7 ビ ッ ト ・ ア ド レ ッシングでは
7'b1000000、 10 ビ ッ ト ・ ア ド レ ッ シングでは 10'b1111000000 です。 ハー ド マ ク ロ I 2 C IP コ アの一つか両方が
ユーザ機能のためにイネーブルされる と き、 5 ビ ッ ト か 8 ビ ッ ト の MSB ス レーブア ド レ スはユーザ定義の値
に修正されます。これらのビ ッ ト が全 I 2 C 機能で共有さ れる ため、デバ イ スが一度プ ロ グ ラ ミ ン グか コ ン フ ィ
グ レーシ ョ ン を完了する と 、 デバイ ス ・ プ ロ グ ラ ミ ン グのための I 2 C ス レーブア ド レ スはユーザ定義の値に
よ って決定されます。 ブ ラ ン ク デバイ スか ら プ ロ グ ラ ム さ れたデバ イ スにな る際に、 潜在的に I 2 Cデバイス
のプログラ ミ ング ・ イ ンターフェ イ ス用のスレーブア ド レスが変わ り ます。
表 14-9. I 2 Cポートのスレーブアドレス
スレーブアドレス I 2 C 機能
4
JTAG
MCLK/CCLK
CSSPIN
SI/SISPI
SO/SPISO
MachXO2
CFG SRAM
yyyxxxxx00
プライマリ I 2 Cポートを介するデバイス・プログラミング/コンフィグレーション用の
スレーブアドレス
yyyxxxxx01 ユーザモード におけるプラ イマ リ I2Cポートへのスレーブアドレス yyyxxxxx10 ユーザモード におけるセカンダ リ I2 C ポー ト へのス レーブア ド レ ス
yyyxxxxx11 デバイ ス ・ プ ロ グ ラ ミ ング / コ ン フ ィ グ レーシ ョ ン I2Cコアロジックをリセットする I 2 C モードでのオンチップ・ フラッシュメモリのプログラ ミング機能は、 SSPI モードでの場合と同じです。
I 2 C モードではオンチップ・ フラッシュメモリを直接モードまたはバックグランドモードでプログラムでき
ます。 フラ ッシュ メモ リ の リードバッ ク も I 2 C モー ド で対応し ています。 ユーザモー ド 時にオンチ ッ プ ・ フ
Flash
EBR
14-16 TN1204JP_01.3e

MachXO2 ユーザガ イ ド
ラティスセミコンダクター プログラミングとコンフィグレーション
ラ ッ シ ュ メ モ リ にア ク セ スする ためには、 設計ソ フ ト ウ ェ アで I2C_PORT プ リ フ ァ レ ン ス を有効にする必要
があ り ます。
I 2 C モー ド は REFRESH 命令に よ る SRAM メ モ リ の コ ン フ ィ グ レーシ ョ ンに使用する こ と が可能で、その効果
は ispJTAG ポー ト で REFRESH 命令を使用し た場合 と 同じ です。I 2 CモードではSRAMを直接コンフィグレー
ションやSRAM メモリのリードバックができません。またMachXO2はI 2 Cモードでのデイジーチェインに対
応していません。
ブランクデバイスでは I 2 C モードはイネーブルされています。 設計ソフ ト ウェアではこのモードのデフォル
ト 設定が DISABLE です。 従って ソ フ ト ウ ェ アがデフ ォル ト 設定か ら変更 さ れない場合、 ユーザモー ド では
I 2 C ポー ト を使用でき ません。
図 14-8. I 2 Cモード
uC
SDA
SCL
MachXO2
CFG
SRAM
SDM モード
セルフ ダ ウ ン ロー ド モー ド (SDM) では、 外付けデバイ ス を ま った く 使用する こ と な く 、 MachXO2 デバ イ ス
が自分自身を コ ン フ ィ グ レーシ ョ ンで き ます。 ビ ッ ト ス ト リ ームが コ ン フ ィ グ レーシ ョ ン中に露出し ないた
め、 SDM は非常に安全です。 SDM はデバイ スの電源投入、 ま たは PROGRAMN ピ ンの ト グルで ト リ ガ さ れま
す。 コ ン フ ィ グ レーシ ョ ン ・ データは常にオンチ ッ プ ・ フ ラ ッ シ ュ メ モ リ か ら ダ ウ ン ロー ド さ れます。
電源再投入に よ って コ ン フ ィ グ レーシ ョ ン ・ データ のセルフダ ウ ン ロー ド が ト リ ガ さ れる ため、 こ のモー ド
ではPROGRAMN、INITN、及びDONEピンの使用はオプションになります。
ブランクデバイスでは、SDMモードのPROGRAMNピンはイネーブルされています。現行バージョンの設計
ソ フ ト ウ ェ アのデフ ォル ト 設定では、 PROGRAMN ピ ンが専用機能のま まですが、 INITN 及び DONE ピ ンは
汎用 I/O と し て回復 さ れます。 ソ フ ト ウ ェ ア ・ プ リ フ ァ レ ン ス SDM_PORT には、 こ れ ら のピ ン を確保する た
めの組み合わせがい く つか用意されています。
内部 WISHBONE モー ド
内蔵の WISHBONE イ ン ターフ ェ イ ス を使用する と 、WISHBONE ホ ス ト がデバ イ スのコ ン フ ィ グ レーシ ョ ン ・
リ ソースにアクセスできます。デバイスがユーザモードで動作中、WISHBONEホストはデバイスの WISHBONE ス レーブ ・ イ ン ターフ ェ イ ス を制御し て、 オンチ ッ プの CFM の リ ー ド ま たは ラ イ ト を行います。
こ のモー ド は USERCODE や TraceID な どの コ ン フ ィ グ レーシ ョ ン ・ リ ソースか ら のデータ読み出し に特に
便利です。 ま たユーザアプ リ ケーシ ョ ンのためにオンチ ッ プフ ラ ッ シ ュ の UFM セ ク シ ョ ン を管理する ため
の、 高速イ ン ターフ ェ イ スにな り ます。
内部 WISHBONE モー ド は、 デバ イ スの組み込み機能ブ ロ ッ ク (EFB) が設計内で使用 さ れる と 利用可能にな
り ます。 EFB にはハー ド マ ク ロ化された IP (SPI コ ア、 I 2 Cコア、タイマ/カウンタコアなど)が含まれてい
ます。 ま た EFB は UFM 制御用の イ ン タ フ ェースに も なっています。 オンチ ッ プ ・ フ ラ ッ シ ュ メ モ リ にア ク
セ スする ためには、 EFB 内の UFM モジ ュールを設計内で イ ン ス タ ン ス化する必要があ り ます。
Flash
REFRESH
EBR
14-17 TN1204JP_01.3e

MachXO2 ユーザガ イ ド
ラティスセミコンダクター プログラミングとコンフィグレーション
WISHBONEスレーブ・インターフェイスのピン、EFBのレジスタマップ、及びWISHBONEレジスタ定義の
詳細につい て は、 TN1205, Using User Flash Memory and Hardened Control Functions in MachXO2 Devices
(MachXO2 デバイ スのユーザフ ラ ッ シ ュ メ モ リ と ハー ド マ ク ロ化機能の使用法) を参照し て く だ さ い。
ソ フ ト ウ ェ ア選択オプシ ョ ン
MachXO2 デバ イ スのコ ン フ ィ グ レーシ ョ ン を、 デフ ォル ト 設定か ら変更し て制御する には、 ソ フ ト ウ ェ ア属
性 / プ リ フ ァ レ ン ス (attribute/preference) が使用されます。 属性 / プ リ フ ァ レ ン スは、 コ ン フ ィ グ レーシ ョ
ンモー ド / ポー ト 関連、 ビ ッ ト ス ト リ ーム生成関連、 セキ ュ リ テ ィ 関連、 と い う 3 つのカテゴ リ に分類で き
ます。全てのプリファレンスはグローバル設計制約と見なされ、設計ソフトウェアのスプレッドシート・
ビ ュー (Spreadsheet View) に表示 さ れます。
コンフィグレーション ・モード /ポートオプション
これらのオプシ ョ ンは、 デバイ スが正常にコンフ ィ グレーシ ョ ン後のユーザモードにおける、 プログラム及
びコ ン フ ィ グ レーシ ョ ン ・ ポー ト の使用可否を決定し ます。 ピ ンが入力か出力かは選択し たオプシ ョ ンに依
存します。
表 14-10. コ ン フ ィ グ レーシ ョ ン ・ モー ド / ポー ト オプシ ョ ン
オプシ ョ ン名 デフォル ト 設定 全ての設定値
JTAG_PORT ENABLE DISABLE, ENABLE
SLAVE_SPI_PORT DISABLE DISABLE, ENABLE
MASTER_SPI_PORT DISABLE DISABLE, ENABLE
I2C_PORT DISABLE DISABLE, ENABLE
SDM_PORT 1
PROGRAMN DISABLE, PROGRAMN, PROGRAMN_DONE, PROGRAMN_DONE_INITN
MCCLK_FREQ 2.08 記述参照
ENABLE_TRANSFR DISABLE DISABLE, ENABLE
1. SDM_PORT のデフ ォル ト 値は、 ispLEVER 8.1 および Diamond 1.1 以降は DISABLE に変更されています。
JTAG ポー ト
デフ ォル ト で制約 JTAG_PORT が ENABLE に設定 さ れ、 ispJTAG ポー ト は有効になっています。 4 本の JTAG
ピ ンはユーザモー ド では専用ピ ンにな り ます。JTAG_PORT 制約が DISABLE に変更さ れる と 、4 本の JTAG ピ
ンはユーザ I/O にな り 、 JTAGENB ピ ンが専用ピ ンにな り ます。 こ れら のピ ン をユーザ I/O と し てのみ使用
する と きは、 JTAGENB を Low に固定する必要があ り ます。
スレーブ SPI ポート
ユーザモード時にス レーブ SPI ポー ト を使用し てオンチッ プ ・ フ ラ ッ シ ュ メ モ リ にア ク セスするには、
SLAVE_SPI_PORT 制約を ENABLE に設定する必要があ り ます。 こ のプ リ フ ァ レ ン ス をセ ッ ト する と 、 ス レー
ブ SPI ポー ト ピ ンが確保さ れて、 ユーザモー ド 時に外付けマ ス タデバ イ スか らデバ イ スにア ク セ スで き る よ
う にな り ます。 ま た こ れに よ って、 ソ フ ト ウ ェ アはス レーブ SPI ポー ト ピ ンが予約済みで ソ フ ト ウ ェ アエン
ジン ま たはユーザが使用で き ない こ と も認識し ます。
マスタ SPI ポート
マ ス タ SPI ポー ト を コ ン フ ィ グ レーシ ョ ンに使用する には、 MASTER_SPI_PORT プ リ フ ァ レ ン ス を ENABLE
に設定する必要があ り ます。 こ のポー ト を確保する と 、 ユーザモー ド で外付け SPI フ ラ ッ シ ュ と の接続を維
持でき ます。 このポー ト では、 デバイ ス ・ コ ンフ ィ グレーシ ョ ン用にデュ アルブー ト 機能が可能にな り、
ispJTAG ポー ト か ら外付け SPI フ ラ ッ シ ュ のプ ロ グ ラ ミ ン グが可能です。 マス タ SPI ポー ト がユーザ機能の
ためのみであ り、 デバイ ス ・ コンフ ィ グレーシ ョ ンのためではない場合、 本プ リ フ ァ レンスは EBR_USER に
設定されるべき です。 こ れに よ り 、 ポー ト はマ ス タ SPI 機能のために予約 さ れますが、 デュ アルブー ト 機能
をバイパスします。
14-18 TN1204JP_01.3e

MachXO2 ユーザガ イ ド
ラティスセミコンダクター プログラミングとコンフィグレーション
I 2 Cポート
制約 I2C_PORT を ENABLE に設定する と 、こ のポー ト はユーザモー ド で専用 I 2 Cポートとして確保されます。
こ のポー ト はユーザモー ド 時にフ ラ ッ シ ュ のプ ロ グ ラ ミ ン グに使用する こ と も、 ユーザ機能用の I 2 Cポート
と し て使用する こ と も で き ます。
SDM ポー ト
SDM_PORT プ リ フ ァ レ ン ス を使用する と PROGRAMN と INITN、 及び DONE ピ ンはユーザモー ド で専用コ ン
フ ィ グ レーシ ョ ン ・ ピ ン と し て確保されます。 こ のプ リ フ ァ レ ン スには、 次の 4 つの設定があ り ます。
• DISABLE :ピンが汎用ユーザI/Oに回復されます
• PROGRAMN : PROGRAMN ピ ン をユーザモー ド に確保し ます
• PROGRAMN_DONE : PROGRAMN と DONE の両ピ ン をユーザモー ド で確保し ます
• PROGRAMN_DONE_INITN : 3 本全ピンをユーザモード で専用ピン と し て確保し ます
マ ス タ SPI モー ド では SDM_PORT 制約を有効にする こ と を推奨し ます。こ れは PROGRAMN ピ ンの ト グルが、
デバイ スの電源再投入以外にMSPIモー ド を ト リ ガする唯一の方法だか ら です。MASTER_SPI_PORTがENABLE
に設定されてい る場合、 設計ソ フ ト ウ ェ アは SDM_PORT を有効にする よ う にユーザに促し ます。
MCCLK 周波数
MachXO2 がマ ス タデバイ スの場合、 MCLK/CCLK ピ ンはユーザが設定し た周波数の ク ロ ッ ク 出力にな り ま
す。 デフ ォル ト のマ ス タ ク ロ ッ ク 周波数は 2.08MHz です。 ユーザは、 MCCLK_FREQ プ リ フ ァ レ ン ス を設定
する こ と で、 マ ス タ ク ロ ッ ク 周波数を決定で き ますが、 こ の制約は MSPI モー ド のみで使用 さ れます。 ユー
ザが変更し た MCCLK 周波数の選択値が有効にな る のは、 MachXO2 デバ イ スが外付け SPI フ ラ ッ シ ュ か ら
ブー ト さ れた場合だけです。オンチ ッ プ・フ ラ ッ シ ュはJEDECフ ァ イ ルのMCCLK周波数設定を制御し ません。
MCCLK 周波数を指定変更する場合はス レーブデバイ スの周波数仕様を超えない よ う に し、 ま た PCB レ イ ア
ウ ト のシグナル ・ イ ンテグ リ テ ィ に注意する必要があ り ます。 設計 ソ フ ト ウ ェ アにおけ る MCCLK FREQ の
選択範囲は 2.08MHz ~ 133MHz です。
ビ ッ ト ス ト リ ーム生成オプシ ョ ン
ビ ッ ト ス ト リ ーム生成を決定する オプシ ョ ンはい く つかあ り ます。 表 14-11 はそれら を ま と めた も のです。
表 14-11. ビ ッ ト ス ト リ ーム生成オプシ ョ ン
オプシ ョ ン名 デフォル ト 設定 全ての設定値
GENERATE_BITSTREAM DISABLE DISABLE, ENABLE
COMPRESS_CONFIG ON OFF, ON
CONFIGURATION 1
CFG CFG, CFG_EBRUFM, CFGUFM, EXTERNAL
USERCODE_FORMAT BINARY HEX, BINARY, ASCII
USERCODE 全てゼロ 32 ビ ッ ト の任意値
CUSTOM_IDCODE_FORMAT BINARY HEX, BINARY
CUSTOM_IDCODE 全てゼロ 32 ビ ッ ト の任意値
SHAREDEBRINIT DISABLE DISABLE, ENABLE
1. ispLEVER 8.1 および Diamond 1.1 では、 デフ ォル ト 値が CFG_EBRUFM です。
GENERATE BITSTREAM
設計ソ フ ト ウ ェ アはデフ ォル ト で MachXO2 デバ イ スのプ ロ グ ラ ミ ン グ用 JEDEC フ ァ イ ルを生成し ます。 本
制約が ENABLE に設定する と 、 バ イ ナ リ ・ ビ ッ ト ス ト リ ーム (.bit フ ァ イル) も生成する よ う に指示 さ れま
す。 こ のビ ッ ト ス ト リ ームは、 外付け SPI フ ラ ッ シ ュ のプ ロ グ ラ ミ ン グに有用です。
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MachXO2 ユーザガ イ ド
ラティスセミコンダクター プログラミングとコンフィグレーション
COMPRESS_CONFIG
デフ ォル ト では生成される全てのビ ッ ト ス ト リ ームが圧縮されます。 オンチ ッ プ ・ CFM は、 SRAM メ モ リ よ
り もややサ イ ズが小さ いためです。 こ のプ リ フ ァ レ ン ス を OFF にする こ と は、 コ ン フ ィ グ レーシ ョ ン ・ デー
タ の格納に外付けデバイ ス を使用する場合のみです。
こ の制約は GENERATE_BITSTREAM 制約が有効な場合のみ効果があ り 、 COMPRESS_CONFIG はビ ッ ト ス ト
リ ームの生成だけに影響を与え ます。 MachXO2 用の JEDEC フ ァ イ ルは常に圧縮形式で生成 さ れます。
CONFIGURATION
CFM 及び UFM フ ラ ッ シ ュ セ ク タ の使用率を指定し ます。 こ のプ リ フ ァ レ ン スで使用可能な 4 つのオプシ ョ
ンそれぞれに、 固有の用途があ り ます。
• CFG_EBRUFM : コ ン フ ィ グ レーシ ョ ン ・ ビ ッ ト ス ト リ ーム (EBR 初期化データ を含ま ない) が CFM に格
納 さ れます。 EBR 初期化データ があ る場合は、 UFM セ ク タ の最下位ページア ド レ ス (先頭がページ 0)
に格納されます
• CFG : コ ン フ ィ グ レーシ ョ ン ・ ビ ッ ト ス ト リ ーム (EBR 初期化データ があ る場合は こ れを含む) が CFM
に格納され、 UFM にオーバフ ローし ません。 その結果 UFM セ ク タ全体を汎用フ ラ ッ シ ュ メ モ リ と し て利
用でき ます
• CFGUFM : メ モ リ 空間が余分に必要な場合に、 コ ン フ ィ グ レーシ ョ ン ・ ビ ッ ト ス ト リ ーム (EBR 初期化
データ があ る場合は こ れを含む) が UFM にオーバフ ローする こ と を許可し ます。 ユーザはユーザモー ド
の UFM への書き込み権限があ り ません
• EXTERNAL : コ ン フ ィ グ レーシ ョ ン ・ ビ ッ ト ス ト リ ーム (EBR 初期化データ があ る場合は こ れを含む) が
外付け メ モ リ デバイ スに格納されます。 UFM セ ク タ全体を汎用フ ラ ッ シ ュ メ モ リ と し て利用で き る よ う
にな り ます
現行バージ ョ ンの設計ソ フ ト ウ ェ アでは、 こ のプ リ フ ァ レ ン スの ソ フ ト ウ ェ ア ・ デフ ォル ト が CFG です 注1 。
こ れに よ り 、 内部 WISHBONE イ ン ターフ ェ イ スか ら の EBR 初期化データ のダ イナ ミ ッ ク ・ ア ッ プデー ト が
可能にな り ます。 こ のオプシ ョ ン を使用する と 、 EBR 初期化データ のマ ッ ピ ン グ後に未使用だった全ての
UFM ページを、 汎用フ ラ ッ シ ュ メ モ リ と し て利用で き ます。
CFM 空間が設計ビ ッ ト ス ト リ ームに対し て不十分な場合は、 CFGUFM ま たは EXTERNAL オプシ ョ ン を使用
して、 必要なメモリ空間を用意するよ うにしてください。 CFGUFM オプションでは、 ビッ ト ス ト リームを
UFM 空間にオーバフ ローで き ます。 こ のモー ド では UFM をユーザ機能に利用で き ません。 EXTERNAL オプ
シ ョ ンでは、 ビ ッ ト ス ト リ ーム全体を外付け メ モ リ デバイ スに格納で き ます。 ビ ッ ト ス ト リ ーム ・ フ ァ イル
は生成さ れますが、 JEDEC フ ァ イルではないため、 GENERATE_BITSTREAM 制約を ENABLE に設定する必要
があ り ます。 デバイ ス を外付け SPI フ ラ ッ シ ュ メ モ リ か ら起動する ために、 こ のオプシ ョ ン を MSPI モー ド
と 組み合わせる こ と があ り ます。
UFM は、 最小の MachXO2 デバ イ スであ る MachXO2-256 にはあ り ません。
USERCODE
ユーザは 32 ビ ッ ト USERCODE フ ィ ール ド に特定の値を指定で き ます。 こ の編集可能な フ ィ ール ド に表示及
び許容される フ ォーマ ッ ト は、 USERCODE_Format を選択する設定に対応し ます。
USERCODE_FORMAT
このプリファレンスは、USERCODE フィールドのエントリのフォーマットを決定します。有効な選択肢は
HEX、 BINARY、 ASCII です。
1. 英語オリジナル版は誤り
14-20 TN1204JP_01.3e

MachXO2 ユーザガ イ ド
ラティスセミコンダクター プログラミングとコンフィグレーション
CUSTOM_IDCODE
ユーザは 32 ビ ッ ト の CUSTOM_IDCODE フ ィ ール ド の値を指定する こ と がで き ます。CUSTOM_IDCODE はフ
ラ ッ シ ュ メ モ リ のフ ィ ーチャ行 (Feature Row) にあ り ます。 こ の値は MY_ASSP プ リ フ ァ レ ン スが イ ネーブル
さ れた場合のデバイ ス IDCODE と し て用い ら れます。
CUSTOM_IDCODE_FORMAT
本プ リ フ ァ レ ン スは CUSTOM_IDCODE フ ィ ール ド のエン ト リ ー形式を決定し ます。 有効な選択は HEX と
BINARY です。
SHAREDEBRINIT
本プ リ フ ァ レ ン スが ENABLE に設定 さ れる こ と で、 ユニー ク な メ モ リ 初期化フ ァ イルのコ ピーを フ ラ ッ シ ュ
メ モ リ に格納で き る よ う にな り ます。 複数の EBR で こ の初期化値の コ ピーを共有する こ と がで き ます。 こ れ
に よ り デザ イ ンのビ ッ ト ス ト リ ームサ イ ズを削減し、 他の用途のために UFM スペース を確保で き ます。
セキュ リ ティ ・ オプシ ョ ン
MachXO2 デバイ ス フ ァ ミ リ には様々なレベルのセキ ュ リ テ ィ が用意され、ユーザ設計の信憑性が保護されま
す。 こ う し たセキ ュ リ テ ィ 機能は ソ フ ト ウ ェ アのプ リ フ ァ レ ン スに よ って対応し ます。
表 14-12. セキ ュ リ テ ィ ・ オプシ ョ ン
オプシ ョ ン名 デフ ォル ト 設定 全ての設定値
TRACE_ID 全てゼロ 8 ビ ッ ト 任意値
MY_ASSP OFF OFF, ON
CONFIG_SECURE OFF OFF, ON
ONE_TIME_PROGRAM OFF OFF, FLASH, FLASH_UFM, FLASH_UFM_SRAM
TraceID
TraceID は MachXO2 デバ イ スの新機能です。 同一の設計を使用し なが ら も、 シ リ コ ン ご と にユニー ク な 64
ビ ッ ト ID と し て提供されます。 こ れは設計ご と に同じ にな る従来の USERCODE と は異な り ます。
TraceID の 8 ビ ッ ト はフ ラ ッ シ ュ メ モ リ のフ ィ ーチ ャ行 (Feature Row) に格納 さ れ、 ユーザがプ ロ グ ラ ム可
能です。残 り の 56 ビ ッ ト にはチ ッ プに格納 さ れた製造情報が含まれます。64 ビ ッ ト TraceID は ispJTAG ポー
ト 及び sysCONFIG ポー ト か ら読み出し可能です。
TraceID の用途の詳細については、TN1207, Using TraceID in MachXO2 Devices(MachXO2 デバ イ ス内の TraceID
使用法) を参照し て く だ さ い。
MY ASSP
従来は ラ テ ィ スのデバイ ス ご と に JTAG IDCODE と も呼ばれる、 専用のデバ イ ス IDCODE があ り ま し た。 デ
バイ ス IDCODE はデバイ ス フ ァ ミ リ ご と にユニー ク です。 た と えば MachXO2 デバイ スのデバ イ ス IDCODE
は、 E デバイ ス (1.2V) と C デバイ ス (2.5V 及び 3.3V) で異な り ます。 こ のプ リ フ ァ レ ン ス を使用する と 、
MachXO2 デバ イ スがユーザ指定のデバ イ ス IDCODE を持つこ と がで き ます。
MY_ASSP プ リ フ ァ レ ン ス を ON に設定する と 、 デバイ ス IDCODE と し て 32 ビ ッ ト カ ス タ ム IDCODE コー ド
が使用されます。 MY_ASSP 制約がセ ッ ト さ れる と 、 ラ テ ィ スのプ ロ グ ラ ミ ン グ ・ ソ フ ト ウ ェ ア ispVM TM はデ
バイ ス IDCODE を認識で き ないため、 そのデバイ スに対応で き な く な り ます。 ユーザは ispVM シ ス テム ソ フ
ト ウ ェ アで SVF フ ローを使用し、 デバ イ スのプ ロ グ ラ ミ ン グサポー ト を可能にする必要があ り ます。
CONFIG_SECURE
こ のプ リ フ ァ レ ン ス を ON に設定する と 、 SRAM メ モ リ 及び CFM の リ ー ド バ ッ ク がブ ロ ッ ク さ れます。 ま
た、ビ ッ ト ス ト リ ームが UFM ブ ロ ッ ク にはみ出す場合、UFM の リ ー ド バ ッ ク はブ ロ ッ ク さ れます。MachXO2
14-21 TN1204JP_01.3e

MachXO2 ユーザガ イ ド
ラティスセミコンダクター プログラミングとコンフィグレーション
デバイ ス を リ ー ド バ ッ ク する こ と も、 消去せずにプ ロ グ ラ ムする こ と も で き な く な り ます。 セキ ュ リ テ ィ 設
定を リ セ ッ ト する には、 デバイ ス を消去する必要があ り ます。 セキ ュ リ テ ィ ・ ヒ ューズを リ セ ッ ト する と 、
デバイ ス を再びプロ グ ラ ムでき ます。
ONE_TIME_PROGRAM
MachXO2にはワンタイム・プログラマブル (OTP) ヒューズがあり、オンチップメモリの消去またはプログ
ラ ムの防止に使用で き ます。 MachXO2 デバ イ スには、 SRAM、 CFM、 UFM、 フ ィ ーチ ャ行の各 メ モ リ セ ク タ
用にそれぞれ 1 つずつ、 合計 4 セ ッ ト の OTP セキ ュ リ テ ィ ・ ヒ ューズがあ り ます。 こ のプ リ フ ァ レ ン スに
よ って、 各 メ モ リ セ ク タ に OTP セキ ュ リ テ ィ を設定する こ と がで き ます。
• FLASH : CFM 及びフィーチャ行を消去またはプログラムできません • FLASH_UFM :CFM、 フィーチャ行、及びUFMを消去またはプログラムできません
• FLASH_UFM_SRAM :CFM、フィーチャ行、UFM、及びSRAMを消去またはプログラムできません
フ ラ ッ シ ュ メ モ リ の ONE_TIME_PROGRAM 制約が設定される と 、 オンチ ッ プ ・ フ ラ ッ シ ュ メ モ リ を消去ま た
はプログラムできなくなります。 これによりコンフィグレーション・データの変更が防止されますが、SDM
モー ド を使用し てデバイ ス を コ ン フ ィ グ レーシ ョ ンする こ と は可能です。
ONE_TIME_PROGRAM 制約が FLASH_UFM_SRAM メ モ リ に設定される と 、 デバイ スは ASIC の よ う にな り ま
す。しかしこの状態でもオンチップ・フラッシュメモリまたはSPIフラッシュからのSRAMのコンフィグレー
シ ョ ンは可能です。
デバイ スのウ ェ イ ク ア ッ プ ・ シーケン ス
コ ン フ ィ グ レーシ ョ ンが完了する と (SRAM に ロー ド さ れる と )、 デバ イ スは予測可能な方法で ウ ェ イ ク ア ッ
プし ます。 MachXO2 デバイ スがチェ イ ン内の唯一のデバイ ス、 またはチェ イ ン内の最後のデバイ スであ る場
合、 コ ン フ ィ グ レーシ ョ ンの完了に よ って、 ウ ェ イ ク ア ッ プ ・ プ ロ セ スが起動 さ れる必要があ り ます。 コ ン
フ ィ グ レーシ ョ ンが完了する と 、内部 DONE ビ ッ ト が設定され、 ウ ェ イ ク ア ッ プ ・ プ ロ セスが開始さ れます。
図 14-9 に内部 ク ロ ッ ク を使用し た ウ ェ イ ク ア ッ プ ・ シーケ ン ス を示し ます。
図 14-9. 内部 ク ロ ッ ク の ウ ェ イ ク ア ッ プ ・ シーケ ン ス
MCLK/CCLK
DONE BIT
GLOBAL OUTPUT ENABLE
GLOBAL SET/RESET
GLOBAL WRITE DISABLE
DONE PIN
T0 T1 T2 T3
ウェイクアップ信号
3つの信号GSR、GWDIS、GOEによってウェイクアップ・シーケンスが決まります。
• GSR はデバ イ ス コ アのセ ッ ト / リ セ ッ ト に使用 さ れます。 GSR はコ ン フ ィ グ レーシ ョ ン中にアサー ト さ
14-22 TN1204JP_01.3e

MachXO2 ユーザガ イ ド
ラティスセミコンダクター プログラミングとコンフィグレーション
れ (Low)、 ウェイクアップ ・ シーケンスで解除される (High)
• GWDIS 信号が Low の と きはデバイ ス内の RAM ブ ロ ッ ク と LUT の整合性が保全 さ れる。 デバ イ スのウ ェ
イ ク ア ッ プ前、 こ の信号は Low になってい る。 こ の制御信号は、 デバイ スのプ ラ イ マ リ 入力ピ ン を制御
し ないが、 EBR 及び LUT の特定の制御ポー ト を制御する
• GOE信号がLowのときはデバイスのI/Oバッファがピンを制御できなくなる
• DONEピンが High のと きは、 コンフ ィ グレーシ ョ ンが完了しエラーが検出されなかったこ と を示す
ウェイクアップ・ クロックの選択
内部ウ ェ イ ク ア ッ プ ・ シーケ ン スの ク ロ ッ ク 源はユーザが選択可能です。 MachXO2 はコ ン フ ィ グ レーシ ョ ン
が終わるとウェイクアップ状態になり、 コンフィグレーション ・ モードからユーザモードに遷移します。 こ
のシーケンスはクロック源と同期し、デフォルトのクロック源はsysCONFIG使用時はMCLK/CCLKに、JTAG
使用時は TCK にな り ます。
必要に応じ て内部ク ロ ッ ク源の代わ り にユーザ定義の ク ロ ッ ク源を使用でき ます。 ユーザはこのク ロ ッ ク信
号を指定し、 設計内で START ラ イ ブ ラ リ ・ エレ メ ン ト を イ ン ス タ ン ス化する必要があ り ます。 次の例は
START のインスタンス化の正しい構文を示しています。
Verilog
VHDL
module START (STARTCLK);
input STARTCLK;
endmodule
START u1 (.STARTCLK()) /* synthesis syn_noprune=1 */;
COMPONENT START
PORT(
STARTCLK : IN STD_ULOGIC
);
END COMPONENT;
attribute syn_noprune: boolean ;
attribute syn_noprune of START: component is true;
begin
u1: START port map (STARTCLK =>);
14-23 TN1204JP_01.3e

MachXO2 ユーザガ イ ド
ラティスセミコンダクター プログラミングとコンフィグレーション
参考資料
• MachXO2 Family Data Sheet (MachXO2 フ ァ ミ リ ・ データ シー ト )
• TN1205、 Using User Flash Memory and Hardened Control Functions in MachXO2 Devices (ユーザフ ラ ッ シ ュ
メ モ リ と ハー ド マ ク ロ化制御機能の使用法)
• TN1207, Using TraceID in MachXO2 Devices (MachXO2 デバイ スの TraceID 使用法)
テクニカルサポート
ホ ッ ト ラ イ ン : 1-800-LATTICE (北米)
+1-503-268-8001 (北米以外)
電子 メ ール :techsupport@latticesemi.com
インターネッ ト :www.latticesemi.com
日本語版改版履歴
リ リ ース バージ ョ ン 該当新ページ 更 新 内 容
2010 年 11 月 01.0 初版
14-4 表 14-2 の次にパ ラ グ ラ フ追加
14-11, -12 フ ラ ッ シ ュ ・ プ ロ グ ラ ミ ング章追加、 表 14-7 追加
14-14, -15 I2C モー ド の章記述変更、 表 14-9 追加
2011 年 8 月 01.1, 01.2, 01.3
14-17
14-19
表 14-10 更新 (行追加)
表 14-11 更新 (行追加など)
14-20 プ リ フ ァ レ ン ス 3 つの記述追加、 表 14-12 更新
14-24...30 付録 A / B 追加
その他マ イ ナーな記述変更 ・ 追加多数
2011 年 8 月 1.3c 14-25 下か ら 4 行目コ マン ド の記述訂正
2011 年 9 月 1.3d 14-15 SPI 開始ア ド レ ス記述追加
2011 年 10 月 1.3e 14-17 上から 4 行目をマイナ修正
14-24 TN1204JP_01.3e

MachXO2 ユーザガ イ ド
ラティスセミコンダクター プログラミングとコンフィグレーション
付録 A. MachXO2 ス レーブ I 2 C プ ロ グ ラ ミ ン グガ イ ド
ユーザ I 2 Cポート機能として、またはデバイス・プログラミングポート としてMachXO2デバイスのプライマ
リI 2 C ポー ト を用い る こ と がで き ます。デバ イ スのプ ロ グ ラ ミ ン グか コ ン フ ィ グ レーシ ョ ンに用い ら れる時、
プライマリ I 2 C ポートはスレーブ I 2 C で、 デフォルト のスレーブアド レスが 7 ビッ ト アド レシングでは
7'b100_0000、 10 ビ ッ ト ア ド レ シングでは 10'b11_1100_0000 です。 I 2 Cプロトコルを用いたデバイスプログラ
ミ ン グに対応する ためには、 プ ラ イ マ リ I 2 Cポートをイネーブルしなければなりません。これはソフトウェ
アで I2C_PORT プ リ フ ァ レ ン ス を ENABLE に設定する こ と で行います。 I 2 C プ ロ グ ラ ミ ン グは単一デバ イ ス
のプログラ ミ ングに対応し ます。
I 2 C ポー ト を用い るデバ イ スプ ロ グ ラ ミ ン グのためのシーケ ン スは、 ラ テ ィ ス標準的デバ イ スプ ロ グ ラ ミ ン
グ・アルゴリズムに従います。 I 2 C バスのハードウェア要件とタイ ミング要件、 そして送受信プロ ト コルは
I 2 C 仕様に従わなければな り ません。 SDA データ ホール ド タ イ ム (tHD; DAT) の定義は、 SCL 立ち下が り エ ッ
ジの 30% VDD か ら、 SDA 立ち下が り エ ッ ジの 70% VDD、 ま たは SDA 立ち上が り エ ッ ジの 30% VDD までの遅
延です。 SDA データ セ ッ ト ア ッ プ時間 (tSU: DAT) は、 SDA 立ち下が り エ ッ ジの 30% VDD、 ま たは SDA 立ち
上が り エ ッ ジの 70% VDD か ら、 SCL 立ち上が り エ ッ ジの 30% VDD までの タ イ ミ ン グ要件です。 図 14-10 は
I 2 C 仕様に基づ く I 2 C バス上のセ ッ ト ア ッ プ / ホール ド タ イ ム を示し ます。 I 2 C バス上の Fast モー ド お よ び
Standardモー ド デバ イ スに関する タ イ ミ ン グ定義やその他の タ イ ミ ン グ詳細に関し ては、 I 2 C 仕様を参照し て
ください。
Figure 14-10. 2 Cバスのセットアップとホールドタイム要件
以下のアルゴ リ ズムは、 プ ラ イ マ リ I 2 Cポートを介して7ビットアドレシングで行うフラッシュのプログラ
ミ ング ・ シーケンス と リ ードバッ ク ・ シーケンスの基本的な要件について概説し ます。 リ ードバッ ク ・ シー
ケンスはプログラムされたデバイスをベリ ファイするために用いるこ とができます。 フラッシュ消去とプロ
グ ラ ム、 およびベ リ フ ァ イ動作に対応する ためには、 2 つのシーケ ン ス を組み合わせる こ と がで き ます。
ISC DISABLE コ マン ド を除いて、 全 I 2 C ス レーブ コ マン ド は 1 バイ ト のオペコー ド と 、 それに続 く 3 つの 1
バイ トオペランド よ りなり ます。I 2 C プ ロ グ ラ ミ ン グのための ISC DISABLE コ マン ド は、1 バ イ ト のオペコー
ドと、続く 2オペランドよりなります。また、I 2 Cプログラミングはバックグランドでもできます。この場
合、 ISC ENABLE コ マン ド (0xC6) は LSC_ENABLE_X コ マン ド (0×74) に置き換え る必要があ り ます。
フラッシュ消去とプログラミング
オペラ ン ド 値 0x0C はコ ン フ ィ グ レーシ ョ ン ・ フ ラ ッ シ ュ と UFM を消去し ます。 初期化ア ド レ スは、 コ ン
フィグレーションフラッシュは0x46、UFMは0x47です。
14-25 TN1204JP_01.3e

MachXO2 ユーザガ イ ド
ラティスセミコンダクター プログラミングとコンフィグレーション
// Enable the Flash, enter Programming Mode
! Issue START
! Transmit slave address with write (X80)
! Transmit ISC ENABLE command (0xC6), followed by 3 operands (0x08, 0x00, 0x00)
! Issue STOP
// Erase the Flash (Configuration Flash and UFM)
! Issue START
! Transmit slave address with write (0x80)
! Transmit ISC ERASE command (0x0E), followed by 3 operands (0x0C, 0x00, 0x00)
! Issue STOP
! Wait 5s for Flash erase
//Program the Configuration Flash
! Issue START
! Transmit slave address with write (0x80)
! Transmit LSC_INIT _ADDRESS command (0x46), followed by 3 operands (0x00, 0x00,
0x00)
! Issue STOP
! Issue START
! Transmit slave address with write (0x80)
! Transmit LSC_PROG_INCR_NV command (0x70), followed by 3 operands (0x00, 0x00, 0x00)
! Transmit one 16 data byte page
! Issue STOP
! Wait 1ms for Flash page programming
! Repeat above command sequence “LSC_PROG_INCR_NV command + 3 operands + 1 page of
! data + Wait” for all the Flash pages
// Program the UFM
! Issue START
! Transmit slave address with write (0x80)
! Transmit LSC_INIT_ADDR_UFM command (0x47), followed by 3 operands (0x00, 0x00,
0x00)
! Issue STOP
! Issue START
! Transmit slave address with write (0x80)
! Transmit LSC_PROG_INCR_NV command (0x70), followed by 3 operands (0x00, 0x00, 0x00)
! Transmit one 16 data byte page
! Issue STOP
! Wait 1ms for Flash page programming
! Repeat above command sequence “LSC_PROG_INCR_NV command + 3 operands + 1 page of
! data + Wait” for all the Flash pages
// Program DONE bit
! Issue START
! Transmit slave address with write (0x80)
! Transmit ISC PROGRAM DONE command (0x5E), followed by 3 operands (0x00, 0x00, 0x00)
! Issue STOP
14-26 TN1204JP_01.3e

MachXO2 ユーザガ イ ド
ラティスセミコンダクター プログラミングとコンフィグレーション
// Exit Programming Mode
! Issue START
! Transmit slave address with write (0x80)
! Transmit ISC DISABLE command (0x26), followed by 2 operands (0x00, 0x00)
! Issue STOP
フラッシュ ・ リードバック /ベリファイ
データ リ ー ド バ ッ ク やベ リ フ ァ イ は同じ アルゴ リ ズ ム を用います。 I 2 C プ ロ ト コルでは、 データ転送の方向
を変更する ために REPEATED START が必要です。 リ ー ド バ ッ ク さ れた最初のページは捨て ます。 各 メ モ リ
スペースのページ数については、 本ド キ ュ メ ン ト のフ ラ ッ シュ ・ プロ グ ラ ミ ング章を参照し て く ださい。
// Enable the Flash, enter Programming Mode
! Issue START
! Transmit slave address with write (X80)
! Transmit ISC ENABLE command (0xC6), followed by 3 operands (0x08, 0x00, 0x00)
! Issue STOP
// READBACK or Verify the Configuration Flash
! Issue START
! Transmit slave address with write (0x80)
! Transmit LSC_INIT_ADDRESS command (0x46), followed by 3 operands (0x00, 0x00, 0x00)
! Issue STOP
! Issue START
! Transmit slave address with write (0x80)
! Transmit LSC_READ_INCR_NV command (0x73), followed by 3 operands (0x10, 0xMM, 0xNN)
!! where MMNN is a 16-bit value = (number_of_pages_to_read_back + 1) , number of
pages
!! for XO2-1200 Configuration Flash is 2175)
! Issue STOP
! Issue REPEATED START
! Transmit slave address with read (0x81)
! Receive 16 byte data (should be ignored)
! Receive 16 byte data of page 1
! Receive 16 byte data of page 2
.
.
.
! Receive 16 byte data of page MMNN
! Issue STOP
// READBACK or Verify the UFM
! Issue START
! Transmit slave address with write (0x80)
! Transmit LSC_INIT_ADDR_UFM command (0x47), followed by 3 operands (0x00, 0x00,
0x00)
! Issue STOP
! Issue START
! Transmit slave address with write (0x80)
14-27 TN1204JP_01.3e

MachXO2 ユーザガ イ ド
ラティスセミコンダクター プログラミングとコンフィグレーション
! Transmit LSC_READ_INCR_NV command (0x73), followed by 3 operands (0x10, 0xMM, 0xNN)
!! where MMNN is a 16-bit value = (number_of_pages_to_read_back + 1) , number of
pages
!! for XO2-1200 UFM is 512)
! Issue STOP
! Issue REPEATED START
! Transmit slave address with read (0x81)
! Receive 16 byte data (should be ignored)
! Receive 16 byte data of page 1
! Receive 16 byte data of page 2
.
.
.
! Receive 16 byte data of page MMNN
! Issue STOP
// Exit Programming Mode
! Issue START
! Transmit slave address with write (0x80)
! Transmit ISC DISABLE command (0x26), followed by 2 operands (0x00, 0x00)
! Issue STOP
14-28 TN1204JP_01.3e

MachXO2 ユーザガ イ ド
ラティスセミコンダクター プログラミングとコンフィグレーション
付録 B. MachXO2 ス レーブ SPI プ ロ グ ラ ミ ン グガ イ ド
デバイ スプロ グ ラ ミ ング と ユーザ機能に、 MachXO2 デバイ スの SPI ポー ト を用いる こ と ができ ます。 ス レー
ブ SPI モー ド に設定されてい る場合、ダ イ レ ク ト ま たはバ ッ ク グ ラ ン ド ・フ ラ ッ シ ュ プ ロ グ ラ ミ ン グに本ポー
トを用いることができます。SPI プロトコルを用いるデバイスプログラミングに対応するためには、 スレー
ブ SPI ポー ト がイネーブルされていなければな り ません。 これはソ フ ト ウ ェ アで SLAVE_SPI_PORT プ リ フ ァ
レンスを ENABLEするこ とによって行います。 スレーブ SPI プログラ ミ ングは、 単一デバイスのプログラ ミ
ングに対応します。
ラティスのプログラ ミング ・ ソフト ウェア (ispVM System)は、 デバイスアクセス ・オプションの1つとして
ス レーブ SPI プ ロ グ ラ ミ ン グモー ド に対応し ます。 こ のオプシ ョ ン を選択する こ と で、 デバ イ ス消去 と プ ロ
グラ ミング、 ベリファイ、 リードバック、 そしてリフレッシュなどを実行できます。 ispVM System ソフト
ウェアのプロジェク ト設定では、 スレーブ SPI ピンと ラティス ・ プログラ ミ ングケーブルとの接続を図 14-
11 の よ う に示し ます。
Figure 14-11. ケーブル と ス レーブ SPI ピ ンの接続
スレーブ SPI のプログラ ミング ・ アルゴリズムは I 2 C のそれに非常に類似し ています。 主な違いは、 コ マン
ド シーケ ン スの間にス レーブ SPI チ ッ プセレ ク ト ピ ン (SN) を Low に保持する こ と です。 ス レーブ SPI プ ロ グ
ラミングモードのためにispVM System ソフトウェアによって生成されたSVFファイルは、コマンドシーケ
ン スの詳細を示し ます。 以下は XO2-1200 デバイ スのス レーブ SPI SVF フ ァ イルに関する例です。
フ ラ ッ シ ュ消去、 プ ロ グ ラ ム、 およびベ リ フ ァ イ
SRAM やフラ ッシュのすべての内容を消去するために、 ISC ERASE コマン ド を用いる こ とができます。 ISC
ERASE コ マン ド に関する オペラ ン ド のビ ッ ト 定義については、 本 ド キ ュ メ ン ト の付録 A を参照し て く だ さ
い。READBACK 動作にはベ リ フ ァ イ ・アルゴ リ ズム を用い る こ と がで き ます。ス レーブ SPI コ マン ド のフ ォー
マッ トは、 1 バイ トのオペコード と 3つの 1 バイ ト ・ オペランドから構成されます。
ス レーブ SPI では、 データ と コマン ド はク ロ ッ クの立ち上が り エ ッ ジで SI/SISPI ピンからデバイ スに取 り 込
まれます。 データは ク ロ ッ ク の立ち下が り エ ッ ジで SO/SPISO ピ ンか ら シ フ ト ア ウ ト さ れます。 リ ー ド コ マ
ン ド のみが、 リ ードデータのために SO/SPISO ピンを イ ネーブルする こ と にな り ます。 コマン ド を発行し た
後の 33 番目の ク ロ ッ ク周期で、 リ ー ド バ ッ ク やベ リ フ ァ イデータ が SO/SPISO ピ ン上に現れ始めます。 こ れ
はコ マン ド をシ フ ト 入力する ために、 32 ク ロ ッ ク が必要なためです。
14-29 TN1204JP_01.3e

MachXO2 ユーザガ イ ド
ラティスセミコンダクター プログラミングとコンフィグレーション
//Enable the Flash, enter Programming Mode
ISPEN LOW;
! Shift in ISC ENABLE(0xC6) instruction
SDR 32 TDI (00001063);
ISPEN HIGH;
RUNTESTIDLE1.00E-003 SEC;
//Erase SRAM, Configuration Flash, UFM, and Feature Row
ISPEN LOW;
! Shift in ISC ENABLE(0xC6) instruction
SDR 32 TDI (00000063);
SDR 8 TDI (00);
ISPEN HIGH;
ISPEN LOW;
! Shift in ISC ERASE(0x0E) instruction
SDR 32 TDI (00008070); // erase SRAM
ISPEN HIGH;
RUNTESTIDLE2.50E-001 SEC;
ISPEN LOW;
! Shift in ISC ENABLE(0xC6) instruction
SDR 32 TDI (00001063);
ISPEN HIGH;
ISPEN LOW;
! Shift in ISC ERASE(0x0E) instruction
SDR 32 TDI (00007070); // erase Flash
ISPEN HIGH;
RUNTESTIDLE1.00E-003 SEC;
! Wait for 5s for Flash erase
// Program Configuration Flash
ISPEN LOW;
! Shift in LSC_INIT_ADDRESS(0x46) instruction
SDR 32 TDI (00000062);
ISPEN HIGH;
ISPEN LOW;
! Shift in LSC_PROG_INCR_NV(0x70) instruction
SDR 32 TDI (0000000E);
! Shift in Data Row = 1
SDR 128TDI (D01800000040000000DCFFFFCDBDFFFF);
ISPEN HIGH;
! Wait for 1 ms for Flash page programming
// repeat until all the pages are transmitted
// Program the UFM
ISPEN LOW;
! Shift in LSC_INIT_ADDR_UFM(0x47) instruction
SDR 32 TDI (000000E2);
ISPEN HIGH;
ISPEN LOW;
! Shift in LSC_PROG_INCR_NV(0x70) instruction
SDR 32 TDI (0000000E);
! Shift in Data Row = 1
SDR 128TDI (00000000000000000000000000000000);
ISPEN HIGH;
14-30 TN1204JP_01.3e

MachXO2 ユーザガ イ ド
ラティスセミコンダクター プログラミングとコンフィグレーション
! Wait for 1ms for Flash page programming
// repeat until all the pages are transmitted
//Verify Configuration Flash
ISPEN LOW;
! Shift in LSC_INIT_ADDRESS(0x46) instruction
SDR 32 TDI (00000062);
ISPEN HIGH;
ISPEN LOW;
! Shift in LSC_READ_INCR_NV(0x73) instruction
SDR 160TDI (00000000000000000000000000000000FFFF08CE);
! Shift out Data Row = 1
SDR 128TDI (00000000000000000000000000000000)
TDO (D01800000040000000DCFFFFCDBDFFFF);
// repeat until all the pages are verified
ISPEN HIGH;
// Verify UFM
! Shift in LSC_INIT_ADDR_UFM(0x47) instruction
SDR 32 TDI (000000E2);
ISPEN HIGH;
ISPEN LOW;
! Shift in LSC_READ_INCR_NV(0x73) instruction
SDR 160TDI (00000000000000000000000000000000FFFF08CE);
! Shift out Data Row = 1
SDR 128TDI (00000000000000000000000000000000)
TDO (00000000000000000000000000000000);
// repeat until all the pages are verified
//Program Feature Rows
ISPEN LOW;
! Shift in LSC_INIT_ADDRESS(0x46) instruction
SDR 32 TDI (00004062);
ISPEN HIGH;
ISPEN LOW;
! Shift in LSC_PROG_FEATURE( 0xE4) instruction
SDR 32 TDI (00000027);
SDR 64 TDI (0000000000C00000);
ISPEN HIGH;
// Program DONE bit
ISPEN LOW;
! Shift in ISC PROGRAM DONE(0x5E) instruction
SDR 32 TDI (0000007A);
ISPEN HIGH;
// Exit the programming mode
ISPEN LOW;
! Shift in ISC DISABLE(0x26) instruction
SDR 32 TDI (00000064);
RUNTESTIDLE2.00E-001 SEC;
ISPEN HIGH;
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ラティスセミコンダクター プログラミングとコンフィグレーション
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