一種基于網絡的ＦＰＧＡ配置系統(tǒng)及配置方法技術方案

本發(fā)明專利技術公開了一種基于網絡的ＦＰＧＡ配置系統(tǒng)及配置方法，配置系統(tǒng)包括遠程服務器、微處理器、網絡接口和存儲模塊，所述微處理器分別與所述網絡接口、所述存儲模塊以及至少一片現場可編程邏輯門陣列ＦＰＧＡ相連，所述遠程服務器與所述網絡接口通過網絡連接，所述遠程服務器用于存儲所述現場可編程邏輯門陣列ＦＰＧＡ的配置數據并通過所述網絡接口傳送至所述微處理器，所述微處理器用于將所述配置數據寫入所述存儲模塊，或者從所述存儲模塊讀出所述配置數據并對所述現場可編程邏輯門陣列ＦＰＧＡ進行配置。

Network based FPGA configuration system and configuration method

The invention discloses a FPGA configuration system and configuration method based on network configuration, the system includes a remote server, network interface and microprocessor, memory module, the microprocessor is respectively connected with the network interface, the storage module and at least one field programmable logic gate array can be connected to FPGA, the remote server and the network the interface is connected through a network, the remote server is used to store the configuration data of field programmable logic gate array FPGA and transmitted through the network interface to the microprocessor, the microprocessor for the configuration data is written to the memory module, or from the memory module reads the configuration data of the field programmable logic gate array FPGA configuration.

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及FPGA配置
，具體涉及一種基于網絡的FPGA配置系統(tǒng)及配置 方法。
技術介紹
在現有技術超聲診斷設備設計中，以嵌入式微處理器加現場可編程邏輯門陣列 FPGA(Field Programmable Gate Array)為核心的體系結構因其強大的處理能力和靈活 的工作方式而被廣泛采用。嵌入式微處理器的優(yōu)勢在于將微處理器內核與豐富多樣的外 圍接口設備緊密結合，在提供強大的運算、控制功能的同時，降低了系統(tǒng)成本和功耗，因而 適合作為數字系統(tǒng)的控制核心；FPGA的優(yōu)勢在于超高速、豐富的邏輯資源以及用戶可靈活 配置的邏輯功能，適用于邏輯接口功能多種多樣、靈活可變的場合。將二者結合形成優(yōu)勢 互補，如有需要，再配以適當的專用芯片。這種體系結構適用于大多數復雜數字診斷儀器 系統(tǒng)的設計。而FPGA是一種現場可編程邏輯器件，在FPGA正常工作時，配置數據存儲在 SRAM(Static RAM)單元中，SRAM單元也被稱為配置存儲(Conf igurationRAM)，由于存儲器 SRAM的易失性，FPGA在上電之后，外部電路需要將配置數據重新載入到片內的配置RAM中， 內部各元器件初始化完成以后FPGA芯片才能正常工作。 如圖l所示，FPGA的配置過程是兩次數據的傳輸過程分別由配置數據源到 時序控制器和時序控制器到目標FPGA。現有的FPGA配置方式主要有兩種一種是使用 傳統(tǒng)的配置方式，使用廠家提供的專用下載電纜線和在板上使用FPGA廠家提供的專用 PROM(programmableread-only memory可編程序的只讀存儲器)為FPGA提供配置時序，只 要將PR0M和FPGA的專用引腳相連，上電時將服務器內的目標程序通過下載電纜線燒錄到 PROM中，PROM中的配置數據就會自動加載到FPGA的SRAM中；這種配置方式包括應用于調 試階段的專用下載電纜線和應用于產品中的專用非易失性存儲器。在這種方式中，前述的 兩次數據傳輸完全由FPGA廠商所提供的軟硬件完成。 如圖2所示，另一種方案是在微處理器(MCU)的系統(tǒng)中采用其它的非易失性存儲器(如E2pR0M、 Flash)存儲配置數據，通過專用燒寫器將數據燒寫到非易失性存儲器中，燒寫好的非易失性存儲器再焊接到板卡中，上電后微處理器產生FPGA的配置時序將非易失性存儲器中的數據置入FPGA的SRAM中，或在這種方案的基礎方法上，在微處理器中加上USB接口 ，通過USB接口傳輸協(xié)議來傳輸數據，微處理器完成數據的控制，去更新Flash數據，從而達到配置FPGA數據的目的。 現有技術的兩種FPGA配置方式有如下缺點 第一種FPGA配置方式成本較高，超聲診斷設備普遍使用FPGA，通常還不止一片的 FPGA。但是基于SRAM工藝的FPGA在每次上電后需要進行配置，通常情況下FPGA的配置文 件由一片外部專用的EPROM來加載。這是在FPGA的功能相對穩(wěn)定的情況下采用的，所以一 臺設備中就會用到很多片的專用非易失性存儲器，專用非易失性存儲器的成本非常高，這 樣單機的成本就很高了。第二，常見的專用下載電纜都是使用計算機并口產生串行的配置信號，而以并口線作為傳輸媒介，注定其有效傳輸距離非常有限；第三，專用非易失性存儲 器的配置方式決定了目標FPGA只能接收單一配置文件，即在系統(tǒng)運行過程中，FPGA不可能 根據不同情況動態(tài)調整邏輯功能，這樣的配置方式無法滿足某些應用中對于系統(tǒng)靈活性的 要求。第二種FPGA配置方式雖比第一種FPGA配置方式在成本和靈活性要好很多，但USB 的傳輸只能在比較短的距離內(通常在1米內)進行傳送，否則就容易造成數據出錯，所以 也只適合近距離的數據更新。 現有技術的兩種FPGA配置方式傳輸距離都非常有限，只能解決短距離的更新和 下載，無法滿足遠程、跨區(qū)域的FPGA配置、測試、維護和更新的要求。
技術實現思路
本專利技術要解決的技術問題是提供一種基于網絡的FPGA配置系統(tǒng)及配置方法，克 服現有技術FPGA配置方式傳輸距離短、無法滿足遠程、跨區(qū)域FPGA配置的缺陷。 本專利技術為解決上述技術問題所采用的技術方案為 —種基于網絡的FPGA配置系統(tǒng)，包括遠程服務器、微處理器、網絡接口和存儲模 塊，所述微處理器分別與所述網絡接口、所述存儲模塊以及至少一片現場可編程邏輯門陣 列FPGA相連，所述遠程服務器與所述網絡接口通過網絡連接，所述遠程服務器用于存儲所 述現場可編程邏輯門陣列FPGA的配置數據并通過所述網絡接口將所述配置數據傳送至所 述微處理器，所述微處理器用于將所述配置數據寫入所述存儲模塊，或者從所述存儲模塊 讀出所述配置數據并對所述現場可編程邏輯門陣列FPGA進行配置。 所述的基于網絡的FPGA配置系統(tǒng)，其中所述網絡設為國際互聯(lián)網Internet。 所述的基于網絡的FPGA配置系統(tǒng)，其中所述遠程服務器設為FTP服務器。 所述的基于網絡的FPGA配置系統(tǒng)，其中所述網絡接口設為以太網接口芯片。 所述的基于網絡的FPGA配置系統(tǒng)，其中所述存儲模塊設為非易失性存儲器。 所述的基于網絡的FPGA配置系統(tǒng)，其中所述非易失性存儲器設為Flash。 —種基于網絡的FPGA配置方法，包括步驟 Al、將現場可編程邏輯門陣列FPGA的配置數據存儲于遠程服務器； A2、所述遠程服務器與微處理器通過網絡接口建立連接； A3、所述遠程服務器將所述配置數據傳送至所述微處理器； A4、所述微處理器將所述配置數據寫入存儲模塊； A5、所述微處理器從所述存儲模塊讀出所述配置數據并對所述現場可編程邏輯門 陣列FPGA進行配置。 所述的基于網絡的FPGA配置方法，其中所述遠程服務器設為FTP服務器。 所述的基于網絡的FPGA配置方法，其中所述網絡接口設為以太網接口芯片。 所述的基于網絡的FPGA配置方法，其中所述存儲模塊設為非易失性存儲器。 本專利技術的有益效果本專利技術基于網絡的FPGA配置系統(tǒng)及配置方法將網絡作為傳 輸現場可編程邏輯門陣列FPGA配置數據的媒體，從而使配置數據傳輸的距離不再受到限 制，只要客戶端連接到以太網便可遠程對現場可編程邏輯門陣列FPGA進行跨區(qū)域的配置、 維護和更新，大大提高了現場可編程邏輯門陣列FPGA的配置效率和靈活性。附圖說明 本專利技術包括如下附圖 圖1為現有技術FPGA配置過程示意圖； 圖2為現有技術FPGA配置裝置示意圖； 圖3為本專利技術基于網絡的FPGA配置系統(tǒng)示意圖； 圖4為本專利技術基于網絡的FPGA配置系統(tǒng)實施例示意圖； 圖5為本專利技術基于網絡的FPGA配置系統(tǒng)FPGA配置主流程圖； 圖6為本專利技術實施例傳輸配置文件協(xié)議結構棧示意圖； 圖7為本專利技術實施例FTP服務器與客戶端通信過程示意圖； 圖8為本專利技術實施例Flash存儲格式示意圖； 圖9為本專利技術實施例FPGA配置流程圖； 圖10為本專利技術實施例FPGA配置升級過程流程具體實施例方式下面根據附圖和實施例對本專利技術作進一步詳細說明 如圖3所示，本專利技術基于網絡的FPGA配置系統(tǒng)包括遠程服務器、微處理器、網絡接 口和存儲模塊，微處理器分別與網絡接口、存儲模塊以及至少一片現場可編程邏輯門陣列 FPGA相連，遠程服務器與網絡接口通過網絡連接，遠程服務器存儲現場可編程邏輯門陣列 FPGA的配置數據并將本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于網絡的ＦＰＧＡ配置系統(tǒng)，其特征在于：包括遠程服務器、微處理器、網絡接口和存儲模塊，所述微處理器分別與所述網絡接口、所述存儲模塊以及至少一片現場可編程邏輯門陣列ＦＰＧＡ相連，所述遠程服務器與所述網絡接口通過網絡連接，所述遠程服務器用于存儲所述現場可編程邏輯門陣列ＦＰＧＡ的配置數據并通過所述網絡接口將所述配置數據傳送至所述微處理器，所述微處理器用于將所述配置數據寫入所述存儲模塊，或者從所述存儲模塊讀出所述配置數據并對所述現場可編程邏輯門陣列ＦＰＧＡ進行配置。

【技術特征摘要】
一種基于網絡的FPGA配置系統(tǒng)，其特征在于包括遠程服務器、微處理器、網絡接口和存儲模塊，所述微處理器分別與所述網絡接口、所述存儲模塊以及至少一片現場可編程邏輯門陣列FPGA相連，所述遠程服務器與所述網絡接口通過網絡連接，所述遠程服務器用于存儲所述現場可編程邏輯門陣列FPGA的配置數據并通過所述網絡接口將所述配置數據傳送至所述微處理器，所述微處理器用于將所述配置數據寫入所述存儲模塊，或者從所述存儲模塊讀出所述配置數據并對所述現場可編程邏輯門陣列FPGA進行配置。2. 根據權利要求1所述的基于網絡的FPGA配置系統(tǒng)，其特征在于所述網絡設為國際 互聯(lián)網Inte潔t。3. 根據權利要求2所述的基于網絡的FPGA配置系統(tǒng)，其特征在于所述遠程服務器設 為FTP服務器。4. 根據權利要求3所述的基于網絡的FPGA配置系統(tǒng)，其特征在于所述網絡接口設為 以太網接口芯片。5. 根據權利要求4所述的基于網絡的FPGA配置系統(tǒng)，...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：林陽輝，齊育彬，
申請(專利權)人：深圳市藍韻實業(yè)有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：94[中國|深圳]