CN105159731A - 一种fpga配置文件远程升级的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种FPGA配置文件远程升级的装置，该装置包括以下模块：远端计算机、传输网络、网络接口模块、CPU模块、SDRAM、FPGA和EEPROM。远端计算机通过网络接口连接传输网络，网络接口模块接收传输网络发送的FPGA配置文件，实现FPGA配置文件的远程传输，并将FPGA配置文件发送到CPU模块，CPU模块将FPGA配置文件以文件形式放入SDRAM，再将SDRAM中的FPGA配置文件按字节读出发送给FPGA，FPGA将FPGA配置文件写入EEPROM，完成FPGA配置文件远程升级功能。

Description

一种FPGA配置文件远程升级的装置
技术领域
本发明涉及通信网络领域，尤其涉及一种FPGA配置文件远程升级的装置。
背景技术
FPGA在当今各种电子类产品中被广泛使用，FPGA的使用非常灵活，内部具有丰富的逻辑资源，提供大量的逻辑功能模块，具有设计周期短、配置灵活、集成度高等特点。
FPGA内部大多采用SRAM工艺，它的配置数据存储在SRAM中。由于SRAM的易失性，每次系统上电时，必须重新配置数据。通常由外部专用的EEPROM配置芯片来配置。
对于密封机箱系统，机箱内部板卡的FPGA的升级是一个费时费力的工作。如需升级更改FPGA配置文件，就要通过编程下载电缆对EEPROM重新编程。但是在很多工作环境中，如车载、舰载等内部空间有限环境下安装的设备，以及恶劣环境下工作的仪器，难以直接连接编程下载电缆进行现场编程，不方便设备进行维护升级。此时，如果有方法能在不必打开设备机箱的情况下就可以快速地完成FPGA的升级，甚至可以远程升级，对于设备的调试及维护会带来极大的方便。
发明内容
有鉴于密封机箱系统，升级FPGA配置文件的实现难度，本发明提供一种FPGA配置文件远程升级的装置。通过传输网络传送FPGA升级程序，并通过CPU访问FPGA，实现FPGA配置文件的更新而不需依赖于编程下载电缆，并且不需增加外部器件。
本发明所采取的技术方案为：
一种FPGA配置文件远程升级的装置，其特征在于：该装置包括有远端计算机100、传输网络110、网络接口模块120、CPU模块130、SDRAM140、FPGA150和EEPROM160。
远端计算机100，用于远程访问需升级的设备，存储需要升级的FPGA配置文件，并将FPGA配置文件传送到传输网络，指示FPGA远程升级进度以及是否升级成功；
传输网络110，用于实现远端计算机与网络接口模块的传输数据功能，接收远端计算机100发送的FPGA配置文件，并将FPGA配置文件发送到网络接口模块；
网络接口模块120，用于实现与传输网络的接口功能，接收传输网络110发送的FPGA配置文件，并将FPGA配置文件发送到CPU模块130；
CPU模块130，用于接收网络接口模块120发送的FPGA配置文件，将FPGA配置文件以文件形式存入SDRAM140中暂存，再通过远程升级驱动程序132将SDRAM140中的FPGA配置文件按字节读出，并通过CPU接口发送给FPGA150。
SDRAM140，用于缓存FPGA配置文件；
FPGA150，用于接收CPU130发送过来的FPGA配置文件，并将FPGA配置文件写入EEPROM160。
其中，CPU模块130包括网络数据接收、存储模块131和远程升级驱动程序132；
网络数据接收、存储模块131，用于接收网络接口模块120发送的FPGA配置文件，并将FPGA配置文件以文件形式存入SDRAM140中；
远程升级驱动程序132，用于获得SDRAM140中的FPGA配置文件大小，并在SDRAM140中申请缓存，打开FPGA配置文件，将FPGA文件按字节写入EEPROM160。
其中，远程升级驱动程序132包括数据写入模块133和数据校验模块134；
数据写入模块133，用于获得SDRAM140中的FPGA配置文件大小，并在SDRAM140中申请缓存，打开FPGA配置文件，将FPGA文件按字节写入FPGA150。
数据校验模块134，用于获得SDRAM140中的FPGA配置文件大小，并在SDRAM140中申请缓存，打开FPGA配置文件，将FPGA文件按字节写入FPGA150。
其中，FPGA150包括远程升级模块151；
远程升级模块151，用于完成CPU接口与EEPROM接口直接的转换，实现CPU130访问配置芯片EEPROM160。远程升级模块151接收远程升级驱动程序132按字节写入的FPGA配置文件，并配合远程升级驱动程序132完成读出的数据与写入数据的校验。
本发明与现有技术相比，所取得的有益效果为：
本发明实现了FPGA的配置文件的远程升级，摆脱了利用专用编程线缆现场配置的局限，并且不需增加外部器件，非常经济和高效。在不必打开设备机箱的情况下就可以快速地完成FPGA的升级，甚至可以远程升级，方便设备FPGA功能的升级及调试，提高了设备的可维护性，降低了维护成本。
附图说明
图1为本发明FPGA配置文件远程升级的装置的电原理逻辑方框图。
图2为数据写入模块133的工作流程图。
图3为数据读取模块134的工作流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例所述的技术方案作进一步的详细说明。
参照图1，一种FPGA配置文件远程升级的装置，远端计算机100通过网络接口连接传输网络110，网络接口模块120接收传输网络110发送的FPGA配置文件，实现FPGA配置文件的远程传输，并将FPGA配置文件发送到CPU模块130，CPU模块130将FPGA配置文件以文件形式放入SDRAM140，再将SDRAM140中的FPGA配置文件按字节读出发送给FPGA150，FPGA150将FPGA配置文件写入EEPROM160，完成FPGA配置文件远程升级功能。
具体包括：
远端计算机100：用于通过网络接口远程访问需升级的设备，存储需要升级的FPGA配置文件，并将FPGA配置文件传送到传输网络，指示FPGA远程升级进度以及是否升级成功。
传输网络110：用于实现远端计算机与网络接口模块的传输数据功能，接收远端计算机100发送的FPGA配置文件，并将FPGA配置文件发送到网络接口模块。
网络接口模块120：网络接口模块120根据传输网络110而确定，用于实现与传输网络的接口功能，接收传输网络110发送的FPGA配置文件，并将FPGA配置文件发送到CPU模块130。
CPU模块130：用于接收网络接口模块120发送的FPGA配置文件，将FPGA配置文件以文件形式存入SDRAM140中暂存，再通过远程升级驱动程序132将SDRAM140中的FPGA配置文件按字节读出，并通过CPU接口发送给FPGA150。CPU模块130包括网络数据接收、存储模块131和远程升级驱动程序132。
网络数据接收、存储模块131，用于接收网络接口模块120发送的FPGA配置文件，并将FPGA配置文件以文件形式存入SDRAM140中。
远程升级驱动程序132，用于获得SDRAM140中的FPGA配置文件大小，并在SDRAM140中申请缓存，打开FPGA配置文件，将FPGA文件按字节写入FPGA150。远程升级驱动程序132包括数据写入模块133和数据校验模块134。
数据写入模块133，用于获得SDRAM140中的FPGA配置文件大小，并在SDRAM140中申请缓存，打开FPGA配置文件，将FPGA文件按字节写入FPGA150。
数据写入模块133工作流程如图2所示，主要包括以下步骤：
(1)系统打开FPGA配置文件，并获得文件大小；(2)申请缓存，并将FPGA配置文件读入SDRAM140中；(3)判断是否配置文件的首地址；(4)通过状态寄存器判断是否处于空闲状态；(5)向FPGA地址寄存器写入写地址；(6)向FPGA数据寄存器写入写数据；(7)向FPGA读写控制寄存器写入写命令；(8)写指针移到下一个字节；(9)判断是否配置文件的结束地址。
数据校验模块134，用于获得SDRAM140中的FPGA配置文件大小，并在SDRAM140中申请缓存，打开FPGA配置文件，将FPGA文件按字节写入FPGA150。
数据读取模块134工作流程如图3所示，主要包括以下步骤：
数据校验模块134主要实现将EEPROM160中的配置文件读出并与写入的FPGA配置文件进行比较的过程，数据校验模块134主要包括以下步骤：
(1)判断是否是首地址；(2)通过状态寄存器判断是否处于空闲状态；(3)向FPGA地址寄存器写入读地址；(4)向FPGA读写控制寄存器写入读命令；(5)通过状态寄存器判断是否处于空闲状态；(6)从FPGA数据寄存器读出EPCS中的数据；(7)读出的数据与写入的数据进行比较，不一致则返回失败，一致则到下一步；(8)读指针移到下一个字节；(9)判断是否是结束地址。
SDRAM140：用于缓存FPGA配置文件。
FPGA150：用于接收CPU130发送过来的FPGA配置文件，并将FPGA配置文件写入EEPROM160。FPGA150包括远程升级模块151。
远程升级模块151，用于完成CPU接口与EEPROM接口直接的转换，实现CPU130访问配置芯片EEPROM160。远程升级模块151接收远程升级驱动程序132按字节写入的FPGA配置文件，并配合远程升级驱动程序132完成读出的数据与写入数据的校验。

Claims (4)

1.一种FPGA配置文件远程升级的装置，其特征在于：该装置包括有远端计算机(100)、传输网络(110)、网络接口模块(120)、CPU模块(130)、SDRAM(140)、FPGA(150)和EEPROM(160)；
远端计算机(100)，用于远程访问需升级的设备，存储需要升级的FPGA配置文件，并将FPGA配置文件传送到传输网络，指示FPGA远程升级进度以及是否升级成功；
传输网络(110)，用于实现远端计算机与网络接口模块的传输数据功能，接收远端计算机(100)发送的FPGA配置文件，并将FPGA配置文件发送到网络接口模块；
网络接口模块(120)，用于实现与传输网络的接口功能，接收传输网络(110)发送的FPGA配置文件，并将FPGA配置文件发送到CPU模块(130)；
CPU模块(130)，用于接收网络接口模块(120)发送的FPGA配置文件，将FPGA配置文件以文件形式存入SDRAM(140)中暂存，再通过远程升级驱动程序(132)将SDRAM(140)中的FPGA配置文件按字节读出，并通过CPU接口发送给FPGA(150)；
SDRAM(140)，用于缓存FPGA配置文件；
FPGA(150)，用于接收CPU(130)发送过来的FPGA配置文件，并将FPGA配置文件写入EEPROM(160)。
2.根据权利要求1所述的一种FPGA配置文件远程升级的装置，其特征在于：CPU模块(130)包括网络数据接收、存储模块(131)和远程升级驱动程序(132)；
网络数据接收、存储模块(131)，用于接收网络接口模块(120)发送的FPGA配置文件，并将FPGA配置文件以文件形式存入SDRAM(140)中；
远程升级驱动程序(132)，用于获得SDRAM(140)中的FPGA配置文件大小，并在SDRAM(140)中申请缓存，打开FPGA配置文件，将FPGA文件按字节写入EEPROM(160)。
3.根据权利要求1所述的一种FPGA配置文件远程升级的装置，其特征在于：FPGA(150)包括远程升级模块(151)；
远程升级模块(151)，用于完成CPU接口与EEPROM接口直接的转换，实现CPU(130)访问配置芯片EEPROM(160)。远程升级模块(151)接收远程升级驱动程序(132)按字节写入的FPGA配置文件，并配合远程升级驱动程序(132)完成读出的数据与写入数据的校验。
4.根据权利要求2所述的一种FPGA配置文件远程升级的装置，其特征在于：远程升级驱动程序(132)包括数据写入模块(133)和数据校验模块(134)；
数据写入模块(133)，用于获得SDRAM(140)中的FPGA配置文件大小，并在SDRAM(140)中申请缓存，打开FPGA配置文件，将FPGA文件按字节写入FPGA(150)；
数据校验模块(134)，用于获得SDRAM(140)中的FPGA配置文件大小，并在SDRAM(140)中申请缓存，打开FPGA配置文件，将FPGA文件按字节写入FPGA(150)。
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