CN101894029A - 一种在线升级复杂可编程逻辑器件的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种在线升级复杂可编程逻辑器件的方法及装置，其中，所述方法包括：存储二进制格式的待升级CPLD逻辑文件，当需要升级CPLD时，将二进制格式的待升级CPLD逻辑文件转换为JTAG时序电平；根据所述非JTAG时序电平，利用寄存器模拟标准JTAG时序电平；选通所述待升级的下级CPLD，将标准JTAG时序电平写入所述待升级CPLD，完成待升级CPLD的在线升级。通过本发明，可直接对CPLD器件进行升级，无需使用电缆烧结。
Description
技术领域
本发明涉及软件技术领域，尤其涉及一种在线升级复杂可编程逻辑器件的方法及装置。
背景技术
JTAG(Joint Test Action Group，联合测试行动小组)是1985年制定的检测PCB(Printed Circuit Board，印刷电路板)和IC(Integrated Circuit，集成电路板)芯片的一个标准，1990年修改为IEEE(Institute of Electrical andElectronics Engineers，美国电气和电子工程师协会)的IEEE 1149.1。IEEE1149.1标准最初由JTAG组织提出，最终由IEEE批准并且标准化，因此，IEEE1149.1标准也被称为JTAG调试标准。
标准的JTAG接口是4线，分别为：TMS(Test Mode Select，测试模式选择)、TCK(Test Clock，测试时钟)、TDI(Test Data Input，测试数据输入)、TDO(Test Data Output，测试数据输出)。
JTAG最初用于对芯片进行测试，其基本原理是在器件内部定义一个TAP(Test Access Port，测试访问口)通过专用的JTAG测试工具对内部节点进行测试。JTAG测试允许多个器件通过JTAG接口串联在一起，形成一个JTAG链，实现对各个器件分别测试。目前，JTAG接口还常用于实现ISP(In-System Programmable，在线编程)，对FLASH(闪存)等器件进行编程。
传统生产流程中，是先对芯片进行预先编程，再装到板上。JTAG编程方式是在线编程，将编程流程简化为先固定器件到电路板上，再用JTAG编程，从而大大加快了工程进度。目前，常见的CPLD(Complex ProgrammableLogic Device，复杂可编程逻辑器件)产品均支持JTAG接口的逻辑烧结。
通常CPLD的逻辑文件需要使用专用电缆进行烧结，而不同厂家的下载线缆并不完全一样，因此，程序的现场升级困难，维护成本高。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种在线升级复杂可编程逻辑器件的方法及装置，可直接对CPLD器件进行升级，无需使用电缆烧结。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种在线升级复杂可编程逻辑器件的装置，所述装置包括：
复杂可编程逻辑器件(CPLD)逻辑文件存储模块，用于存储二进制格式的待升级CPLD逻辑文件；
业务单板处理器模块，用于发送在线升级命令，并在将二进制格式的待升级CPLD逻辑文件转换为非联合测试行动小组(JTAG)时序电平后，将待升级CPLD的信息以及转换后的非JTAG时序电平输出给电平转换模块；
电平转换模块，用于收到所述在线升级命令后，根据业务单板处理器模块输出的非JTAG时序电平，利用寄存器模拟标准JTAG时序电平，并将待升级CPLD的信息以及标准JTAG时序电平发送给接口控制模块；
接口控制模块，用于根据待升级CPLD的信息，选通所述待升级的下级CPLD，将模拟的标准JTAG时序电平写入所述待升级CPLD，完成所述待升级CPLD的在线升级。
进一步地，所述接口控制模块进一步用于，在完成所述待升级CPLD的在线升级后，将所述待升级CPLD返回的烧结成功信号发送给所述电平转换模块；
所述电平转换模块进一步用于，在预设的超时时间内收到烧结成功信号后寄存，并向所述业务单板处理器模块返回烧结成功响应；如果在预设的超时时间到达时仍未收到烧结成功信号，则向所述业务单板处理器模块返回烧结失败响应。
进一步地，所述待升级CPLD的信息包括：CPLD编号、名称，或者片选信号。
进一步地，所述片选信号包括：所述待升级CPLD逻辑文件中包含的所述待升级CPLD所在的菊花链的链连接结构信息。
进一步地，所述电平转换模块由CPLD、中央处理单元(CPU)或微处理器(ARM)实现。
进一步地，所述业务单板处理器模块在发出所述在线升级命令后，保持“安静”状态，直至收到所述烧结成功响应或烧结失败响应。
本发明还提供了一种在线升级复杂可编程逻辑器件的方法，存储二进制格式的待升级CPLD逻辑文件，当需要升级CPLD时，所述方法包括：
将二进制格式的待升级CPLD逻辑文件转换为JTAG时序电平；
根据所述非JTAG时序电平，利用寄存器模拟标准JTAG时序电平；
选通所述待升级的下级CPLD，将标准JTAG时序电平写入所述待升级CPLD，完成待升级CPLD的在线升级。
进一步地，所述方法还包括：
如果在预设的超时时间内收到所述待升级CPLD返回的烧结成功信号，则判定本次在线升级成功；否则，如果在预设的超时时间到达时仍未收到烧结成功信号，则判定本次在线升级失败。
进一步地，所述待升级CPLD逻辑文件中包含所述待升级CPLD所在的菊花链的链连接结构信息。
进一步地，所述模拟标准JTAG时序电平是通过CPLD、CPU或ARM处理器实现。
综上所述，本发明提供了一种在线升级CPLD的解决方案，通过单板上的控制模块，可以直接对CPLD进行升级，而不需要再使用电缆来烧结，适用于灵活插卡上的CPLD逻辑在线升级。
与现有技术相比，本发明至少具有如下有益效果：可以方便的进行CPLD逻辑的在线更新，免去使用专用下载电缆和专用下载软件的麻烦；通过软件的配置，可以支持各个厂家的不同芯片；通过软件来实现升级CPLD，可以远程支持，而不需要现场处理，降低成本，提高CPLD芯片的利用率；此外，即使待烧结的下级CPLD中逻辑不正常，但只要电平转换模块正常工作，即可对下级CPLD逻辑进行升级。
附图说明
图1为本发明实施例的在线升级CPLD的装置的组成框图；
图2为本发明实施例的在线升级CPLD的方法流程示意图。
具体实施方式
本发明的基本思想是：利用软件算法模拟JTAG时序的变化规律，再利用一个电平转换模块来实现JTAG电平的输出，从而完成与其相连的菊花链上的下级CPLD逻辑的在线更新。
基于上述思想，本发明提供一种在线升级CPLD的装置，主要包括以下功能模块：
CPLD逻辑文件存储模块，存储用于在线升级的二进制格式的CPLD逻辑文件；
业务单板处理器模块，用于发送在线升级命令，并将二进制格式的CPLD逻辑文件转换为非JTAG时序电平后，将待升级CPLD的信息以及转换后的非JTAG时序电平输出给电平转换模块；
电平转换模块，用于收到在线升级命令后，根据业务单板处理器模块输出的非JTAG时序电平，利用寄存器模拟标准JTAG时序电平)，将待升级CPLD的信息以及标准JTAG时序电平发送给接口控制模块；以及，通过TDO管脚寄存所述待升级CPLD返回的烧结成功等信号，并向所述业务单板处理器模块返回烧结成功响应；如果在预设的超时时间到达时仍未收到烧结成功信号，则向所述业务单板处理器模块返回烧结失败响应。
接口控制模块，用于根据待升级CPLD的信息，选通所述待升级的下级CPLD，将标准JTAG时序电平写入所述待升级CPLD；并在完成待升级CPLD的在线更新后，返回烧结成功信号。
其中，电平转换模块可由CPLD、CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)或ARM(Advanced RISC Machine，微处理器)处理器等来实现。
其中，所述待升级CPLD的信息包括：CPLD编号、名称，或者片选信号，用于选通烧结哪一片CPLD，根据该待升级CPLD的信息，发出选通信号，在电路上选通某一片CPLD，进行烧结操作。
进一步地，业务单板处理器模块将二进制格式的CPLD逻辑文件转换为非JTAG时序电平，具体是指：根据不同厂家的CPLD烧结文件的格式，对用于升级的文件进行识别，并翻译成升级特定厂家CPLD所需的时序序列。
下面将结合附图及优选实施例对本发明技术方案的实施作进一步详细说明。
如图1所示，本发明实施例提供了一种在线升级CPLD的装置，业务单板处理器模块发出对下级CPLD逻辑文件进行升级的命令，获取用于升级的二进制格式的CPLD逻辑文件，并保持业务单板处理器处于“安静”状态；电平转换模块发出的JTAG输出，可以使用菊花链形式连接多个下级CPLD。
图1中，CPLD在线升级装置主要包括业务单板处理器模块、CPLD逻辑文件存储模块、电平转换模块、接口控制模块，下面分别说明各模块的具体功能。
业务单板处理器模块：用于发出对下级CPLD逻辑文件进行升级的命令，从CPLD逻辑文件存储模块中读取待升级的逻辑文件，通过软件算法将待升级的CPLD逻辑文件转换为电平转换模块可以转换为JTAG时序的接口时序，同时提供给电平转换模块待升级CPLD的信息，如片选信号等；
优选地，在进行在线升级期间，保持业务单板处理器模块处于“安静”状态，等待烧结成功信号或者预设时间超时，屏蔽其他中断的介入，以减小对升级过程的影响。
CPLD逻辑文件存储模块：使用FLASH或者SD(Secure Digital MemoryCard，安全数字记忆卡)卡等存储器件，存储已经二进制化的CPLD逻辑程序，用于更新CPLD；
电平转换模块：可以由CPLD、CPU、ARM处理器等来实现，根据业务单板处理器模块发出的非JTAG时序流，提供寄存器模拟标准JTAG时序电平，通过与接口控制模块相连的JTAG接口输出标准JTAG时序电平，同时，将业务单板处理器模块提供的片选信号发送给接口控制模块；并寄存下级CPLD返回的TDO信号；
接口控制模块：根据电平转换模块发送的片选信号，控制JTAG菊花链上JTAG数据流的流向，确定为哪一片下级CPLD进行在线升级。例如，当业务单板处理器模块发出要为CPLD1进行逻辑升级的命令时，电平转换模块给接口控制模块发送片选信号，选通与CPLD1相连的JTAG接口，电平转换模块输出CPLD1对应的标准JTAG数据流，完成对CPLD1的逻辑在线升级。并在完成对待升级CPLD的逻辑在线升级后，返回烧结成功信号。
如图1所示，典型的菊花链结构有如下两种形式：1)如图1中CPLD1，CPLD2，...CPLDn所示的单片CPLD直接与接口控制模块相连的形式；2)如图1中CPLDx1，CPLDx2所示的两片或数片CPLD串联再连接到接口控制模块的连接形式，根据JTAG的标准，串联通常不超过4片CPLD。
其中，根据不同情况，如果待升级的下级CPLD仅包含单独一片CPLD，则接口控制模块可以直接选择；如果包含多个待升级的下级CPLD，则由于待升级使用的CPLD逻辑文件在生成时包含了该CPLD所在的菊花链的链连接结构信息，因此，在选通时，选通该路菊花链即可。
图2示出了本发明实施例的在线升级CPLD的方法的具体实现步骤，如图2所示，主要包括：
第一步，业务单板处理器模块发出CPLD在线升级命令；
第二步，业务单板处理器模块读取存储器模块中的逻辑文件；
该步骤中，业务单板处理器模块首先要确认电平转换模块工作正常，并且，用于在线升级的下级CPLD逻辑文件保存在存储器模块中；
第三步，业务单板处理器模块利用软件算法将CPLD逻辑文件转换为可供电平转换模块转化为JTAG时序流的时序电平(非JTAG时序电平)，连同待升级的下级CPLD的片选信号，发送给电平转换模块；
第四步，电平转换模块根据业务单板处理器模块的要求，控制接口控制模块选通待升级的下级CPLD的JTAG接口，同时，将处理器模块发送来的非JTAG时序电平转换为标准的JTAG接口数据流(即标准JTAG时序电平)，经过接口控制模块发送给下级CPLD，进行下级CPLD的逻辑在线升级；
第五步，完成下级CPLD的在线升级后，将烧结成功信号由TDO线返回给电平转换模块再送给处理器模块，否则，软件判断超时，跳出烧结进程，返回烧结失败。
本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现。相应地，上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。本发明不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。
应当理解的是，对本发明技术所在领域的技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其构思进行相应的等同改变或替换，而所有这些改变或替换，都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种在线升级复杂可编程逻辑器件的装置，其特征在于，所述装置包括：
复杂可编程逻辑器件(CPLD)逻辑文件存储模块，用于存储二进制格式的待升级CPLD逻辑文件；
业务单板处理器模块，用于发送在线升级命令，并在将二进制格式的待升级CPLD逻辑文件转换为非联合测试行动小组(JTAG)时序电平后，将待升级CPLD的信息以及转换后的非JTAG时序电平输出给电平转换模块；
电平转换模块，用于收到所述在线升级命令后，根据业务单板处理器模块输出的非JTAG时序电平，利用寄存器模拟标准JTAG时序电平，并将待升级CPLD的信息以及标准JTAG时序电平发送给接口控制模块；
接口控制模块，用于根据待升级CPLD的信息，选通所述待升级的下级CPLD，将模拟的标准JTAG时序电平写入所述待升级CPLD，完成所述待升级CPLD的在线升级。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，
所述接口控制模块进一步用于，在完成所述待升级CPLD的在线升级后，将所述待升级CPLD返回的烧结成功信号发送给所述电平转换模块；
所述电平转换模块进一步用于，在预设的超时时间内收到烧结成功信号后寄存，并向所述业务单板处理器模块返回烧结成功响应；如果在预设的超时时间到达时仍未收到烧结成功信号，则向所述业务单板处理器模块返回烧结失败响应。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，
所述待升级CPLD的信息包括：CPLD编号、名称，或者片选信号。
4.如权利要求1、2或3所述的装置，其特征在于，
所述片选信号包括：所述待升级CPLD逻辑文件中包含的所述待升级CPLD所在的菊花链的链连接结构信息。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，
所述电平转换模块由CPLD、中央处理单元(CPU)或微处理器(ARM)实现。
6.如权利要求1、2或3所述的装置，其特征在于，
所述业务单板处理器模块在发出所述在线升级命令后，保持“安静”状态，直至收到所述烧结成功响应或烧结失败响应。
7.一种在线升级复杂可编程逻辑器件的方法，其特征在于，存储二进制格式的待升级CPLD逻辑文件，当需要升级CPLD时，所述方法包括：
将二进制格式的待升级CPLD逻辑文件转换为JTAG时序电平；
根据所述非JTAG时序电平，利用寄存器模拟标准JTAG时序电平；
选通所述待升级的下级CPLD，将标准JTAG时序电平写入所述待升级CPLD，完成待升级CPLD的在线升级。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
如果在预设的超时时间内收到所述待升级CPLD返回的烧结成功信号，则判定本次在线升级成功；否则，如果在预设的超时时间到达时仍未收到烧结成功信号，则判定本次在线升级失败。
9.如权利要求7或8所述的方法，其特征在于，
所述待升级CPLD逻辑文件中包含所述待升级CPLD所在的菊花链的链连接结构信息。
10.如权利要求7或8所述的方法，其特征在于，
所述模拟标准JTAG时序电平是通过CPLD、CPU或ARM处理器实现。
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