Multiboot是一種在AMD Xilinx 7系列FPGA上實(shí)現(xiàn)雙鏡像（或多鏡像）切換的方案。它允許在FPGA中加載兩個(gè)不同的配置鏡像，并在需要時(shí)切換。

Multiboot方案直接操作兩個(gè)鏡像，通常稱為G鏡像（Golden）和M鏡像。G 鏡像通常是一個(gè)穩(wěn)定的、無需更新的鏡像，而M鏡像是需要更新的鏡像。在正常情況下，F(xiàn)PGA應(yīng)該加載M鏡像并運(yùn)行。假如M鏡像加載失敗，可以回退到G鏡像。

IPROG是一條命令，放在G鏡像中的開頭部分。當(dāng)FPGA從Flash中讀取到 IPROG命令時(shí)，會(huì)跳過后續(xù)的數(shù)據(jù)，直接從設(shè)置的地址開始加載M鏡像。當(dāng)M鏡像加載失敗時(shí)，F(xiàn)PGA會(huì)回退到G鏡像。Fallback可能由ID Code錯(cuò)誤、CRC錯(cuò)誤、Watchdog超時(shí)等條件觸發(fā)。Watchdog超時(shí)是一種保證加載失敗時(shí)一定會(huì)觸發(fā)的機(jī)制。

FPGA內(nèi)部的配置寄存器會(huì)記錄加載狀態(tài)。當(dāng)發(fā)生Fallback時(shí)，會(huì)自動(dòng)忽略IPROG命令，直接加載G鏡像的后續(xù)部分。

優(yōu)點(diǎn)

多功能性：Multiboot允許將多個(gè)bitstream存儲(chǔ)在配置Flash中，實(shí)現(xiàn)多個(gè) bitstream之間的動(dòng)態(tài)切換。這使得FPGA可以用于多種任務(wù)。 靈活性：在一個(gè)工程中實(shí)現(xiàn)多個(gè)功能模塊，每個(gè)模塊不需要同時(shí)運(yùn)行。通過 Multiboot，可以使用相對(duì)較小規(guī)模的FPGA來實(shí)現(xiàn)不同功能模塊，從而提高性價(jià)比。

遠(yuǎn)程升級(jí)支持：Multiboot和Fallback支持FPGA遠(yuǎn)程在線升級(jí)。如果升級(jí) bitstream出現(xiàn)錯(cuò)誤，可以觸發(fā)Fallback，返回到Golden Image正常運(yùn)行。

缺點(diǎn)

資源占用：Multiboot 需要一定的邏輯資源來實(shí)現(xiàn)雙鏡像切換邏輯，會(huì)占用FPGA 的一部分資源。

設(shè)計(jì)復(fù)雜性：實(shí)現(xiàn)Multiboot需要仔細(xì)設(shè)計(jì)和配置，確保正確的跳轉(zhuǎn)和切換邏輯。不當(dāng)?shù)呐渲每赡軐?dǎo)致錯(cuò)誤或不穩(wěn)定的行為。

Multiboot功能可實(shí)現(xiàn)多個(gè)bitstream之間的動(dòng)態(tài)切換，從而實(shí)現(xiàn)多種任務(wù)；Multiboot和Fallback可以支持實(shí)現(xiàn)FPGA遠(yuǎn)程在線升級(jí)，當(dāng)升級(jí)bit有錯(cuò)誤可以觸發(fā)Fallback來返回到Golden Image正常運(yùn)行。Golden Image通常包含F(xiàn)PGA實(shí)現(xiàn)的基本功能，例如外設(shè)配置和初始化、遠(yuǎn)程升級(jí)等基本功能。

審核編輯：湯梓紅