CN102306107A - Fpga配置装置及配置方法 - Google Patents

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    • G06F30/30—Circuit design
    • G06F30/34—Circuit design for reconfigurable circuits, e.g. field programmable gate arrays [FPGA] or programmable logic devices [PLD]

Abstract

一种FPGA配置装置，用于将一智能卡内存储的配置文件送至一FPGA中，所述FPGA配置装置包括一微处理器、一与所述微处理器相连的FPGA接口、一与所述微处理器相连用于插接所述智能卡的智能卡接口及一与所述微处理器相连用于读取输入数字的开关选择模块，所述微处理器通过所述智能卡接口与所述智能卡进行数据传输，所述微处理器根据所述开关选择模块读取的数字在所述智能卡内选择对应数字的配置文件，并通过所述FPGA接口将选择的配置文件送至所述FPGA。本发明进一步提供了一种FPGA配置方法。本发明节约了成本，提高了开发和验证的效率。

Description

FPGA配置装置及配置方法
技术领域
本发明涉及一种配置装置及配置方法，尤指一种FPGA配置装置及配置方法。
背景技术
FPGA（Field－Programmable Gate Array），即现场可编程门阵列，它是作为专用集成电路领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点，在电子系统的开发和验证过程中会大量使用。FPGA工作时需要对内部的电路连接关系进行配置，通常是将一种存储FPGA配置文件的数据存储器，即EPROM（Erasable Programmable Read-Only Memory，可擦除可编程只读存储器）中的数据读入片内编程RAM（Random Access Memory，随机存储器）中，配置完成后，FPGA进入工作状态；掉电后，FPGA恢复成白片，内部电路连接关系消失，因此每次上电都要重新配置才能正常工作。配置文件是由FPGA开发软件生成而来的，通常用来配置FPGA的是专用的配置芯片，一颗配置芯片同时只能容纳一个配置文件，不但价格贵，容量有限，而且更新数据的速度也较慢，给实际应用造成诸多不便。
另外，在实际的开发和验证中，经常需要多次更新FPGA配置，或者对比多个配置文件在实际功能上的差异，需要频繁更换配置文件，依靠专用配置芯片需要不停的烧录配置芯片，不但速度慢而且也容易混淆不同的配置文件功能，影响开发和验证效率。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种可以存储多个配置文件、且方便更换不同配置文件的FPGA配置装置及配置方法。
一种FPGA配置装置，用于将一智能卡内存储的配置文件送至一FPGA中，所述FPGA配置装置包括一微处理器、一与所述微处理器相连的FPGA接口、一与所述微处理器相连用于插接所述智能卡的智能卡接口及一与所述微处理器相连用于读取输入数字的开关选择模块，所述微处理器通过所述智能卡接口与所述智能卡进行数据传输，所述微处理器根据所述开关选择模块读取的数字在所述智能卡内选择对应数字的配置文件，并通过所述FPGA接口将选择的配置文件送至所述FPGA。
一种FPGA配置方法，用于将一智能卡内存储的配置文件送至一FPGA中，所述FPGA配置方法包括以下步骤：
一微处理器检测一智能卡接口是否插接有所述智能卡，如果是，进入下一步；如果否，则直接退出配置；
所述微处理器判断所述智能卡工作是否正常，如果是，进入下一步；如果否，则直接退出配置；
所述微处理器扫描所述智能卡，统计所述智能卡内配置文件的数量，并判断所述智能卡内存储配置文件的数量是否为零，如果是，则直接退出配置；如果否，进入下一步；
所述微处理器通过一开关选择模块读取输入的数字；
所述微处理器根据读取的数字在所述智能卡内选择对应的配置文件；及
所述微处理器将选中的配置文件通过一FPGA接口发送至所述FPGA中。
相对现有技术，本发明FPGA配置装置及配置方法可以存储多个配置文件，而且能方便的更换不同的配置文件，即节约了成本，又提高了开发和验证的效率，解决了FPGA专用配置芯片在开发和验证中的问题。
附图说明
图1为本发明FPGA配置装置较佳实施方式的系统架构图。
图2为本发明FPGA配置方法较佳实施方式的流程图。
具体实施方式
请参阅图1，本发明FPGA配置装置较佳实施方式包括一微处理器、一与该微处理器相连的FPGA接口、一与该微处理器相连的智能卡接口及一与该微处理器相连的开关选择模块。在本实施方式中，该智能卡接口为一SD卡（Secure Digital Memory Card，安全数码卡）接口。
该SD卡接口用于插接一SD卡，该微处理器通过该SD卡接口并利用SPI(Serial Peripheral Interface，串行外设接口)总线系统模式与该SD卡进行数据传输，该SD卡接口兼容全系列的SD卡，且与标准的SD卡读卡器兼容，即可以使用标准的SD卡读卡器拷入配置文件；该开关选择模块用于读取用户输入的数字，该微处理器可以根据该开关选择模块读取的数字在SD卡内选择对应数字的配置文件，该开关选择模块采用拨码开关设计，可用一位至八位输入方式输入数字1~255，即该微处理器可以在SD卡内选择1~255个配置文件；该FPGA接口用于将配置文件送至FPGA内部的随机存储器中，该FPGA接口为标准的AS（Active Serial，主动串行）配置方式，由该微处理器控制该FPGA接口配合FPGA的时序将配置文件送至FPGA内部的随机存储器中，该微处理器产生的时序灵活，可以兼容全系列的Altera FPGA（一种FPGA品牌）。该微处理器用于检测该SD卡、搜索配置文件、读取配置文件及传送配置文件。
本发明FPGA配置装置较佳实施方式的配置过程如下：首先在SD卡内存储多个配置文件，然后将SD卡插接于该FPGA配置装置的SD卡接口处，开始对FPGA进行配置，该微处理器通过SPI总线系统模式检测该SD卡接口是否插接有SD卡，如果没有检测到SD卡，则退出配置；如果检测到SD卡的存在，则进一步判断SD卡工作是否正常，如果不正常，则退出配置；如果SD卡能够正常工作，该微处理器按照FAT（Windows文件系统标准）格式扫描SD卡，并统计SD卡内配置文件的数量，如果配置文件的数量为零，则退出配置；如果配置文件的数量不为零，则该微处理器通过该开关选择模块读取数字，并在SD卡内选择对应数字的配置文件，该微处理器按照FPGA的要求产生时序，并将选中的配置文件通过该FPGA接口一步一步发送至FPGA中，从而完成对FPGA的配置操作。
通过以上的FPGA配置装置可以存储多个配置文件，而且能方便的更换不同的配置文件，即节约了成本，又提高了开发和验证的效率，解决了FPGA专用配置芯片在开发和验证中的问题。
请参阅图3，本发明FPGA配置方法较佳实施方式包括以下步骤：
步骤一，在SD卡内存储多个配置文件，并将SD卡插接于SD卡接口处，开始对FPGA进行配置。
步骤二，微处理器通过SPI总线系统模式检测SD卡接口是否插接有SD卡，如果是，进入下一步；如果否，则直接退出配置。
步骤三，微处理器判断SD卡工作是否正常，如果是，进入下一步；如果否，则直接退出配置。
步骤四，微处理器按照FAT格式扫描SD卡，统计SD卡内配置文件的数量，并判断SD卡内存储配置文件的数量是否为零，如果是，即SD卡内无配置文件，则直接退出配置；如果否，即SD卡内存储有配置文件，进入下一步。
步骤五，微处理器通过开关选择模块读取用户输入的数字。
步骤六，微处理器根据读取的数字在SD卡内选择对应的配置文件。
步骤七，微处理器按照FPGA的要求产生时序，并将选中的配置文件通过FPGA接口一步一步发送至FPGA中，从而完成对FPGA的配置操作。
步骤八，退出配置。
在开发一个数据采集系统，并使用FPGA做功能验证时，为了提高系统的稳定性，需要不断修改FPGA内的配置文件，且对比多次的验证效果，采用专用FPGA配置芯片需要多次使用电脑烧录，效率低，操作不便。使用本发明后，可以将配置文件依次拷入SD卡，再插到配置装置上使用，提高了效率。
在开发一个U盘的系统中，使用FPGA做逻辑功能的验证时，为了测试的完整性，需要测试多种情况，且能及时回溯每种情况出现的问题，使用专用FPGA配置芯片需要多次使用电脑烧录，效率低，操作不便。采用本发明后，可以将多种配置文件依次拷入SD卡，再插入到配置装置中，方便的选择各种配置文件，提高了测试效率。
本发明FPGA配置装置及配置方法可以存储多个配置文件，而且能方便的更换不同的配置文件，即节约了成本，又提高了开发和验证的效率，解决了FPGA专用配置芯片在开发和验证中的问题。

Claims (10)

1. 一种FPGA配置装置，用于将一智能卡内存储的配置文件送至一FPGA中，其特征在于：所述FPGA配置装置包括一微处理器、一与所述微处理器相连的FPGA接口、一与所述微处理器相连用于插接所述智能卡的智能卡接口及一与所述微处理器相连用于读取输入数字的开关选择模块，所述微处理器通过所述智能卡接口与所述智能卡进行数据传输，所述微处理器根据所述开关选择模块读取的数字在所述智能卡内选择对应数字的配置文件，并通过所述FPGA接口将选择的配置文件送至所述FPGA。
2. 如权利要求1所述的FPGA配置装置，其特征在于：所述智能卡接口为一SD卡接口。
3. 如权利要求1所述的FPGA配置装置，其特征在于：所述微处理器通过所述智能卡接口并利用SPI总线系统模式与所述智能卡进行数据传输。
4. 如权利要求1所述的FPGA配置装置，其特征在于：所述开关选择模块采用拨码开关设计，并使用一位至八位输入方式输入数字。
5. 如权利要求4所述的FPGA配置装置，其特征在于：所述FPGA接口为标准的AS配置方式。
6. 一种FPGA配置方法，用于将一智能卡内存储的配置文件送至一FPGA中，所述FPGA配置方法包括以下步骤：
一微处理器检测一智能卡接口是否插接有所述智能卡，如果是，进入下一步；如果否，则直接退出配置；
所述微处理器判断所述智能卡工作是否正常，如果是，进入下一步；如果否，则直接退出配置；
所述微处理器扫描所述智能卡，统计所述智能卡内配置文件的数量，并判断所述智能卡内存储配置文件的数量是否为零，如果是，则直接退出配置；如果否，进入下一步；
所述微处理器通过一开关选择模块读取输入的数字；
所述微处理器根据读取的数字在所述智能卡内选择对应的配置文件；及
所述微处理器将选中的配置文件通过一FPGA接口发送至所述FPGA中。
7. 如权利要求6所述的FPGA配置方法，其特征在于：所述FPGA配置方法还包括以下步骤：在所述智能卡内存储多个配置文件，并将所述智能卡插接于所述智能卡接口处，开始对FPGA进行配置。
8. 如权利要求6所述的FPGA配置方法，其特征在于：所述微处理器通过SPI总线系统模式检测所述智能卡接口是否插接有所述智能卡。
9. 如权利要求6所述的FPGA配置方法，其特征在于：所述微处理器按照FAT格式扫描所述智能卡，并统计所述智能卡内配置文件的数量。
10. 如权利要求6所述的FPGA配置方法，其特征在于：所述智能卡接口为一SD卡接口。
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