CN103631618A - 基于光纤数据传输实现的多板卡fpga程序烧写方法 - Google Patents

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刘翔
罗丁利
袁子乔
岳三创
王辉辉
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Xian Electronic Engineering Research Institute
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Abstract

本发明涉及一种基于光纤数据传输实现的多板卡FPGA程序烧写方法，多块数字接收板通过光纤对接光纤处理板，光纤处理板通过光纤将需要更新的FPGA程序同时传递给多块数字接收板，数字接收板将上传的程序烧写至FPGA外挂的FLASH中，实现同时对多块板卡FPGA程序的烧写。与传统烧写程序方法相比，本发明优越性在于：通过光纤上传FPGA程序，对多块数字接收板卡同时进行FPGA程序更新；可以较大程度缩短调试时间和降低调试难度。

Description

基于光纤数据传输实现的多板卡FPGA程序烧写方法
技术领域
本发明属于阵列雷达信号处理中的数字中频接收领域，涉及一种基于光纤数据传输实现的多板卡FPGA程序烧写方法，针对多板卡FPGA程序需要修改时，利用光纤上传更新程序实现对多板卡FPGA程序的同时烧写。
背景技术
随着大型相控阵雷达的发展和上千阵元雷达的出现，在雷达信号处理中的数字接收单元的板卡数量不断增加，板卡结构相同并使用相同的FPGA程序，在传统的雷达调试中，数字接收板的FPGA程序经常需要修改和更新，当FPGA程序修改和更新时，需要对多块板卡逐块进行程序烧写，通常烧写一块板卡的FPGA程序需要十几到二十分钟，因此对多板卡进行FPGA程序更新时，需要较长的程序烧写时间，增加了调试难度和复杂度。
发明内容
要解决的技术问题
为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种基于光纤数据传输实现的多板卡FPGA程序烧写方法。
技术方案
一种基于光纤数据传输实现的多板卡FPGA程序烧写方法，其特征在于：将多块数字接收板通过光纤对接光纤处理板，光纤处理板通过光纤将需要更新的FPGA程序同时传递给多块数字接收板，数字接收板将上传的程序烧写至FPGA外挂的FLASH中，具体步骤如下：
步骤1：当数字接收板FPGA程序需要更新时，使用Xilinx自带工具IMPACT将新生成的.bit文件转化为能够烧入Flash的.bin文件；
步骤2：在光纤处理板中，利用DSP将bin文件数据以二进制形式存入外挂SDRAM中，然后将bin文件分成多块文件，分多次通过EMIF接口写入FPGA；在单次传数中，FPGA收到上传的bin文件数据将其缓存在FIFO中；所述每块文件大小为0x200*32bit；
步骤3：光纤处理板上FPGA通过多路光纤将bin文件传至多块数字接收板FPGA内；每块数字接收板FPGA收到数据后缓存至其FIFO中，数字接收板上DSP通过EDMA接口将FPGA FIFO中的数据读出，并存入其外挂SDRAM的相应地址上；
步骤4：当经过分块多次上传的整个bin文件从光纤处理板中DSP的SDRAM中传递到多块数字接收板DSP的SDRAM中，数字接收板上DSP将收到的bin文件从SDRAM中读出，与步骤1中生成的bin文件进行对比；
当收到的数据正确，执行下一步骤；
当收到的数据不正确，重新执行步骤3；
步骤5：每个数字接收板FPGA的DSP将SDRAM中的bin文件分成多个Block文件，通过EMIF接口以Block为单位，将bin文件写入FPGA中的相应地址；所述FPGA与FLASH通过异步接口相连，将DSP和FPGA接口的读写使能、数据和地址，与FPGA和FLASH接口的相应信号对接起来；
步骤6：对FLASH的每个Block进行解锁，擦除，将相应的bin文件写到对应地址的Block上，讲写入的数据读出进行校验，当操作完多个Block，且读出数据与写入数据一致时，即完成了对数字接收板FPGA外挂FLASH中bin文件的更新。
有益效果
本发明提出的一种基于光纤数据传输实现的多板卡FPGA程序烧写方法，多块数字接收板通过光纤对接光纤处理板，光纤处理板通过光纤将需要更新的FPGA程序同时传递给多块数字接收板，数字接收板将上传的程序烧写至FPGA外挂的FLASH中，实现同时对多块板卡FPGA程序的烧写。
与传统烧写程序方法相比，本发明优越性在于：
1、通过光纤上传FPGA程序，对多块数字接收板卡同时进行FPGA程序更新；
2、可以较大程度缩短调试时间和降低调试难度。
附图说明
图1：多板卡FPGA程序烧写系统框图
图2：数字接收板FPGA程序烧写实现框图
具体实施方式
现结合实施例、附图对本发明作进一步描述：
本发明实施例以多块数字接收板和1块光纤处理板为例。数字接收板上包含一块Xilinx FPGA-V6lx130t及其外挂一片专用FLASH Xcf128x，并有一片TIDSP-Tms320c6416及其外挂的一片容量为128Mbit的SDRAM。数字接收板内部，FPGA与DSP通过EMIF和EDMA接口互连，DSP与其外挂的SDRAM通过EMIF接口互连，FPGA与其外挂FLASH通过异步读写接口互连。光纤处理板中的主要器件为一片Xilinx FPGA-V6lx365t和一片TI DSP-Tms320c6416及其SDRAM，其接口和数字接收板类似。多块数字接收板与光纤处理板之间通过FPGA自带的Rocket IO互连。
步骤1：当数字接收板FPGA程序需要更新时，使用Xilinx自带工具IMPACT将新生成的.bit文件转化为能够烧入Flash的.bin文件，此文件大小为0x53638C*8bit(根据选取FPGA型号的不同，此文件大小会有不同)。
步骤2：在光纤处理板中，首先利用DSP将此bin文件数据从电脑上打开并以二进制形式存入外挂SDRAM中。然后DSP需要将此bin文件数据通过EMIF接口写入FPGA。由于bin文件较大，FPGA内部FIFO容量有限，需要将bin文件分成多块，每块大小为0x200*32bit，分多次写入FPGA的FIFO中。在单次传数中，FPGA收到上传的bin文件数据将其缓存在FIFO中。上述操作过程均在光纤处理板中完成。
步骤3：1块光纤处理板上FPGA通过多路Rocket IO与多块数字接收板上FPGA相连，此时光纤处理板将FPGA收到的bin文件通过多路Rocket IO传至多块数字接收板FPGA内。数字接收板FPGA收到数据后缓存至其FIFO中，板上DSP通过EDMA接口将FPGA FIFO中的数据读出，并存入其SDRAM的相应地址上。
步骤4：经过分块多次上传bin文件，可以将整个bin文件从光纤处理板中DSP的SDRAM中传递到多块数字接收板DSP的SDRAM中，此时数字接收板会通过bin文件的起始和结束标志判断收到的数据是否正确，正确则执行下一步骤，不正确则告知光纤处理板重新传数，重复步骤3。
步骤5：数字接收板FPGA专用FLASH芯片Xcf128x，容量为128Mbit，共有128个Block存储块（每块大小为1Mbit），对FLASH进行读写操作时均以Block为单位进行操作。存入此bin文件，需要42个Block。DSP将SDRAM中的bin文件分成42块，通过EMIF接口写入FPGA中的相应地址。FPGA与FLASH通过异步接口相连，我们将DSP和FPGA接口的读写使能、数据和地址，与FPGA和FLASH接口的相应信号对接起来，相当于DSP直接读写FPGA外挂的FLASH。
步骤6：对FLASH的每个Block进行解锁，擦除，将相应的bin文件写到对应地址的Block上，讲写入的数据读出进行校验，当操作完42个Block，且读出数据与写入数据一致时，即完成了对数字接收板FPGA外挂FLASH中bin文件的更新。由于此过程是在多块数字接收板上同时进行的，因此1块光纤处理板通过多路Rocket IO完成多块数据接收板FPGA程序的更新，整个更新过程大约需要10分钟。
将整个系统关电，重新加电后，多块数字接收板即会将更新后的FPGA程序从FLASH中加载到FPGA。

Claims (1)

1.一种基于光纤数据传输实现的多板卡FPGA程序烧写方法，其特征在于：将多块数字接收板通过光纤对接光纤处理板，光纤处理板通过光纤将需要更新的FPGA程序同时传递给多块数字接收板，数字接收板将上传的程序烧写至FPGA外挂的FLASH中，具体步骤如下：
步骤1：当数字接收板FPGA程序需要更新时，使用Xilinx自带工具IMPACT将新生成的.bit文件转化为能够烧入Flash的.bin文件；
步骤2：在光纤处理板中，利用DSP将bin文件数据以二进制形式存入外挂SDRAM中，然后将bin文件分成多块文件，分多次通过EMIF接口写入FPGA；在单次传数中，FPGA收到上传的bin文件数据将其缓存在FIFO中；所述每块文件大小为0x200*32bit；
步骤3：光纤处理板上FPGA通过多路光纤将bin文件传至多块数字接收板FPGA内；每块数字接收板FPGA收到数据后缓存至其FIFO中，数字接收板上DSP通过EDMA接口将FPGA FIFO中的数据读出，并存入其外挂SDRAM的相应地址上；
步骤4：当经过分块多次上传的整个bin文件从光纤处理板中DSP的SDRAM中传递到多块数字接收板DSP的SDRAM中，数字接收板上DSP将收到的bin文件从SDRAM中读出，与步骤1中生成的bin文件进行对比；
当收到的数据正确，执行下一步骤；
当收到的数据不正确，重新执行步骤3；
步骤5：每个数字接收板FPGA的DSP将SDRAM中的bin文件分成多个Block文件，通过EMIF接口以Block为单位，将bin文件写入FPGA中的相应地址；所述FPGA与FLASH通过异步接口相连，将DSP和FPGA接口的读写使能、数据和地址，与FPGA和FLASH接口的相应信号对接起来；
步骤6：对FLASH的每个Block进行解锁，擦除，将相应的bin文件写到对应地址的Block上，讲写入的数据读出进行校验，当操作完多个Block，且读出数据与写入数据一致时，即完成了对数字接收板FPGA外挂FLASH中bin文件的更新。
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