Xilinx Virtex-4 Configuration User Guide

Virtex-4 FPGA Configuration User Guide www.xilinx.com 5
UG071 (v1.12) June 2, 2017
Preface: About This Guide
Guide Contents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Additional Documentation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Additional Resources . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Typographical Conventions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Online Document . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
Chapter 1: Configuration Overview
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Setup (Steps 1-3) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Device Power-Up (Step 1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Clear Configuration Memory (Step 2, Initialization) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Sample Mode Pins (Step 3) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Delaying Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Bitstream Loading (Steps 4-7). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Synchronization (Step 4) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Check Device ID (Step 5) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
Load Configuration Data Frames (Step 6) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Cyclic Redundancy Check (Step 7) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Startup (Step 8) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Bitstream Encryption . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
AES Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
Creating an Encrypted Bitstream . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
Loading the Encryption Key . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
Loading Encrypted Bitstreams. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
Bitstream Encryption and Internal Configuration Access Port (ICAP) . . . . . . . . . . . . 25
V
BATT
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Chapter 2: Configuration Interfaces
Serial Configuration Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
Clocking Serial Configuration Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
Master Serial Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
Slave Serial Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Serial Daisy Chains . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Configuring a Serial Daisy Chain with a Microprocessor or CPLD . . . . . . . . . . . . . . . . 32
Mixed Serial Daisy Chains . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
Guidelines and Design Considerations for Serial Daisy Chains . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
Ganged Serial Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
Startup Sequencing (GTS). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
Disable the Active DONE Driver On for All Devices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
Connect All DONE Pins if Using a Master Device . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
DONE Pin Rise Time . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
Configuration Clock (CCLK) as Clock Signal for Board Layout . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
Signal Fanout . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
PROM Files for Ganged Serial Configuration. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
Table of Contents

Xilinx Virtex-4 Specifications

General

Brand	Xilinx
Model	Virtex-4
Category	Motherboard
Language	English