本發明專利技術公開了一種FPGA遠程更新裝置，包括FPGA模塊，FPGA模塊內部設有嵌入式處理器遠程更新系統，遠程更新系統包括通訊模塊和遠程更新模塊，通訊模塊分別與上位機和遠程更新模塊相連，遠程更新模塊與FPGA模塊的配置FLASH相連。本發明專利技術還相應公開了一種FPGA遠程更新方法，步驟為：S01、上位機向嵌入式處理器遠程更新系統發送約定的程序更新指令，遠程更新模塊采集更新系統的狀態決定是否接收更新指令；S02、當允許更新后，上位機下發數據幀，并發送至遠程更新模塊進行數據幀的暫存，再按照配置FLASH的具體時序完成數據幀的更新。本發明專利技術的FPGA遠程更新裝置及方法均具有原理簡單、操作簡便、低成本等優點。
【技術實現步驟摘要】
一種FPGA遠程更新裝置及方法
本專利技術主要涉及可編程邏輯器件
，特指一種FPGA遠程更新裝置及方法。
技術介紹
目前，可編程邏輯器件FPGA大量運用于工業中，用于數據采集，通信以及控制等方面。在研發和批量生產以及測試過程中，都會涉及FPGA邏輯程序的更新問題。現有的遠程更新大多采用第三方的控制器：例如一片DSP或者一片CPLD或者FPGA來對需要升級的FPGA進行更新。目前與此相關的論文或專利有：論文一《基于NiosII多片FPGA遠程更新設計與實現》：本文突出了一種基于NiosII多片FPGA遠程更新設計方法，通過以太網口和串口實現對FPGA配置文件的更新。重點介紹了設計與實現方案、硬件設計、軟件設計。該方案解決了傳統程序在線升級操作復雜、距離短等難以滿足相關工程需求的問題，使得FPGA程序升級方便，提升了工作效率。但此設計主要在每個FPFA上構建NiosII軟核，FPGA接通過以太網口連接PC機，多片FPGA通過串口傳遞程序文件。主要缺點是需要特殊廠家的特殊芯片，應用局限。多片FPGA采用串口相連，使得沒有和以太網口相連的FPGA在更新速度上很慢。專利一《一種基于處理器控制的FPGA配置程序遠程更新系統及其方法》：本專利技術公開了一種基于處理器控制的FPGA配置程序遠程更新系統及其方法，系統包括：處理器模塊、FPGA模塊、SPI存儲器模塊和緩沖器模塊，處理器模塊與SPI存儲器模塊相連，處理器模塊與通訊接口相連，SPI存儲器模塊與FPGA模塊相連，處理器模塊還通過緩沖器模塊與SPI存儲器模塊相連。當FPGA模有配置程序需要更新時，上位機或終端通過通訊接口和處理器模塊將FPGA配置程序下載到SPI存儲器模塊中，在MasterSPI模式下，FPGA模塊自動加載存儲在SPI存儲器模塊中的配置程序。該系統及其方法可實現遠程更新FPGA配置程序，并具有在非斷電情況下在線更改配置程序的功能，特別適合現場應用。專利二《一種FPGA配置文件遠程更新的方法及裝置》：本專利技術公開了一種FPGA配置文件遠程更新的方法及裝置。方法包括：CPU控制多路模擬開關將CPU與存儲器建立連接，將存儲器與FPGA斷開；CPU更新存儲器中存儲的配置文件；在更新完成后，CPU控制多路模擬開關斷開CPU與存儲器之間的連接，將存儲器與FPGA建立連接；CPU觸發FPGA從存儲器中導入更新后的配置文件，控制FPGA配置更新后的配置文件。專利一和專利二均需要在FPGA和配置FLASH外額外增加緩沖模塊和CPU。在只有FPGA情況下和FPGA內嵌配置FLASH時，需要增加元件數量和種類以及成本。
技術實現思路
本專利技術要解決的技術問題就在于：針對現有技術存在的技術問題，本專利技術提供一種結構簡單、實現方便、成本低的FPGA遠程更新裝置，并基于此裝置提供一種操作簡便的FPGA遠程更新方法。為解決上述技術問題，本專利技術提出的技術方案為：一種FPGA遠程更新裝置，包括FPGA模塊，所述FPGA模塊內部設有嵌入式處理器遠程更新系統，所述嵌入式處理器遠程更新系統包括通訊模塊和遠程更新模塊，所述通訊模塊分別與上位機和遠程更新模塊相連，所述遠程更新模塊與FPGA模塊的配置FLASH相連。作為上述技術方案的進一步改進：所述通訊模塊接收上位機的命令和程序數據并發送至遠程更新模塊，同時將嵌入式處理器遠程更新系統是否允許更新、更新進度以及回讀的程序數據回傳至上位機，所述遠程更新模塊將接收的命令進行解析，并對程序數據轉換成適合配置FLASH的數據流和時鐘流，進行配置FLASH數據的讀寫以及擦除。所述通訊模塊采用網口或串口或光纖。所述通訊模塊通過無線或網線或串口或USB口與所述上位機相連。所述配置FLASH為FPGA內置或FPGA外置。本專利技術還公開一種基于如上所述的FPGA遠程更新裝置的更新方法，步驟為：S01、所述上位機向嵌入式處理器遠程更新系統發送約定的程序更新指令，所述遠程更新模塊采集嵌入式處理器遠程更新系統的狀態，決定是否接收更新指令；S02、當允許更新后，上位機下發數據幀，并經通訊模塊發送至遠程更新模塊，遠程更新模塊進行數據幀的暫存，再按照配置FLASH的具體時序完成數據幀的更新。作為上述技術方案的進一步改進：步驟S02中，數據幀采用分頁的形式，整頁數據作為一個數據幀，所述上位機根據配置FLASH的實際頁面數進行下發數字幀。在步驟S02中，所述遠程更新模塊每收到一頁數據幀，暫存一頁數據幀并進行程序數據的FLASH寫入操作控制以及反饋狀態，所述通訊模塊根據遠程更新模塊的外部信號，判斷是暫停還是繼續下一次程序數據幀的下發。在步驟S02中，所述遠程更新模塊按照配置FLASH的具體時序，通過時鐘生成模塊、配合擦除、寫使能、寫地址以及寫數據命令，完成一頁數據幀的更新；一頁數據幀更新完成后，反饋至通訊模塊，再進行下一頁的更新。在完成整個程序數據的更新后，所述遠程更新模塊再對寫入至配置FLASH的數據幀進行回讀，并通過通訊模塊再次回傳至上位機，由上位機進行下發數據和回讀數據的一致性比對；當上位機判斷兩個數據一致時，再通過嵌入式處理器遠程更新系統啟動重配置，完成更新。與現有技術相比，本專利技術的優點在于：本專利技術的FPGA遠程更新裝置，在FPGA上通過軟核或者硬件語言來實現嵌入式處理器遠程更新系統，來實現FPGA對自身的配置FLASH進行遠程更新，不需要額外增加其它如DSP、CPLD和FPGA等控制器進行程序更新，減少了FPGA遠程更新的成本；另外也不需要布線，減少了FPGA布線難度以及數量。本專利技術的FPGA遠程更新方法同樣具有如上更新裝置所述的優點。附圖說明圖1為本專利技術的更新裝置的方框結構圖之一。圖2為本專利技術的更新裝置的方框結構圖之二。圖3為本專利技術的更新裝置的方框結構圖之三。圖4為本專利技術的更新方法流程圖。具體實施方式以下結合說明書附圖和具體實施例對本專利技術作進一步描述。如圖1至圖3所示，本實施例的FPGA遠程更新裝置，包括FPGA模塊，FPGA模塊內部設有嵌入式處理器遠程更新系統，嵌入式處理器遠程更新系統包括通訊模塊和遠程更新模塊，通訊模塊分別與上位機和遠程更新模塊相連，遠程更新模塊與FPGA模塊的配置FLASH相連。本專利技術的FPGA遠程更新裝置，在FPGA上通過軟核或者硬件語言來實現嵌入式處理器遠程更新系統，來實現FPGA對自身的配置FLASH進行遠程更新，不需要額外增加其它如DSP、CPLD和FPGA等控制器進行程序更新，減少了FPGA遠程更新的成本；另外也不需要布線，減少了FPGA布線難度以及數量。本實施例中，通訊模塊接收上位機（如PC機）的命令和程序數據并發送至遠程更新模塊，同時將嵌入式處理器遠程更新系統是否允許更新、更新進度以及回讀的程序數據回傳至上位機，遠程更新模塊將接收的命令進行解析，并對程序數據轉換成適合配置FLASH的數據流和時鐘流，進行配置FLASH數據的讀寫以及擦除。本實施例中，通訊模塊采用網口或串口或光纖等作為實現媒介，收到的數據采用命令幀和數據幀分開的模式，其中命令幀主要用于上位機下發更新命令、回讀命令以及配置FLASH寫入的程序文件是否和PC機下發程序文件相同的一致性命令。更新命令用于指示遠程更新模塊進行程序更新的使能命令，回讀命令用于回讀配置FLASH中本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種FPGA遠程更新裝置，其特征在于，包括FPGA模塊，所述FPGA模塊內部設有嵌入式處理器遠程更新系統，所述嵌入式處理器遠程更新系統包括通訊模塊和遠程更新模塊，所述通訊模塊分別與上位機和遠程更新模塊相連，所述遠程更新模塊與FPGA模塊的配置FLASH相連。
【技術特征摘要】
1.一種FPGA遠程更新裝置，其特征在于，包括FPGA模塊，所述FPGA模塊內部設有嵌入式處理器遠程更新系統，所述嵌入式處理器遠程更新系統包括通訊模塊和遠程更新模塊，所述通訊模塊分別與上位機和遠程更新模塊相連，所述遠程更新模塊與FPGA模塊的配置FLASH相連。2.根據權利要求1所述的FPGA遠程更新裝置，其特征在于，所述通訊模塊接收上位機的命令和程序數據并發送至遠程更新模塊，同時將嵌入式處理器遠程更新系統是否允許更新、更新進度以及回讀的程序數據回傳至上位機，所述遠程更新模塊將接收的命令進行解析，并對程序數據轉換成適合配置FLASH的數據流和時鐘流，進行配置FLASH數據的讀寫以及擦除。3.根據權利要求1所述的FPGA遠程更新裝置，其特征在于，所述通訊模塊采用網口或串口或光纖。4.根據權利要求1所述的FPGA遠程更新裝置，其特征在于，所述通訊模塊通過無線或網線或串口或USB口與所述上位機相連。5.根據權利要求1所述的FPGA遠程更新裝置，其特征在于，所述配置FLASH為FPGA內置或FPGA外置。6.一種基于權利要求1至5中任意一項所述的FPGA遠程更新裝置的更新方法，其特征在于，步驟為：S01、所述上位機向嵌入式處理器遠程更新系統發送約定的程序更新指令，所述遠程更新模塊采集嵌入式處理器遠程更新系統的狀態，決定是否接收更新指...
【專利技術屬性】
技術研發人員：曹洋，陳孟君，劉浩平，梁文超，彭勃，李嘉，張志，秦燦華，徐振，
申請(專利權)人：株洲變流技術國家工程研究中心有限公司，
類型：發明
國別省市：湖南,43
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。