CN105677358A - 一种可编程逻辑器件配置方法及系统 - Google Patents
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Abstract
一种可编程逻辑器件配置方法及系统。本发明提供了一种PLD配置方法及系统，该方法包括：客户端与服务端通过tcp？socket协议连接，服务端通过编程器与PLD连接；服务端在接收到客户端的通信数据时，通过编程器将通信数据发送至PLD；PLD执行通信数据，将执行结果通过编程器、服务端发送至客户端；客户端对执行结果进行处理并输出。通过本发明的实施，客户端通过tcp？socket协议接入到服务端实现远程编程下载，实现多个用户分时在线调试配置的目的，解决了现有PLD配置技术不能远程配置使用的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及可编程逻辑器件领域，尤其涉及一种可编程逻辑器件配置方法及系统。
背景技术
普通的编程下载与配置FPGA(Field-programmableGateArray,现场可编程门阵列)包含多种方式：主动与被动、串行与并行等多种组合方式。传统的主动串行配置方式通过并口下载线缆将配置信息下载到存储器件中，上电时FPGA读取存储器件中的配置信息；这种方式需要专用的下载器及专用的软件，不能直接远程配置使用，并行的方式会增加资源开销和下载编程的复杂程度。
针对并行方式存在的缺点,现有技术提供了基于串口的JTAG(JointTestActionGroup，联合测试工作组)调试方法,通过JTAG电缆连接FPGA来配置下载信息，但是由于JTAG电缆的长度有限，无法进行远程配置下载，同时,上位机软件独占JTAG通道，不能实现多客户端分时进行配置和对FPGA进行操作来充分利用通道资源；并且配置终端与PLD(programmablelogicdevice，可编程逻辑器件)的通信接口不支持USB芯片,不能使用USB线缆。
因此，本领域技术人员亟待提供一种PLD配置方法，以解决现有PLD配置技术不能远程配置使用的技术问题。
发明内容
本发明提供了一种PLD配置方法及系统，以解决现有PLD配置技术不能远程配置使用的技术问题。
本发明提供了一种PLD配置方法，其包括：
客户端与服务端通过tcpsocket协议连接，服务端通过编程器与PLD连接；
服务端在接收到客户端的通信数据时，通过编程器将通信数据发送至PLD；
PLD执行通信数据，将执行结果通过编程器、服务端发送至客户端；
客户端对执行结果进行处理并输出。
进一步的，服务端在接收到客户端的通信数据后，还包括：判断PLD是否在执行其他客户端的通信数据，若是，则等待。
进一步的，还包括：客户端进行文件检查、信息核验、操作记录中的至少一个操作。
进一步的，客户端对执行结果进行处理并输出包括：对执行结果进行可视化显示处理，以文本数据输出。
进一步的，编程器包括：USB编程器和并口编程器，USB编程器包括JTAG通道和SPI通道，服务端与PLD通过JTAG通道和/或SPI通道通信。
本发明提供了一种PLD配置系统，其包括客户端、服务端、编程器及PLD连接，客户端与服务端通过tcpsocket协议连接，服务端通过编程器与PLD连接；其中，
服务端用于在接收到客户端的通信数据时，通过编程器将通信数据发送至PLD；
PLD用于执行通信数据，将执行结果通过编程器、服务端发送至客户端；
客户端用于对执行结果进行处理并输出。
进一步的，服务端在接收到客户端的通信数据后，还用于：判断PLD是否在执行其他客户端的通信数据，若是，则等待。
进一步的，客户端还用于：进行文件检查、信息核验、操作记录中的至少一个操作。
进一步的，客户端用于对执行结果进行可视化显示处理，以文本数据输出。
进一步的，编程器包括：USB编程器和并口编程器，USB编程器包括JTAG通道和SPI通道，服务端与PLD通过JTAG通道和/或SPI通道通信。
本发明的有益效果：
本发明提供了一种PLD配置方法，客户端通过tcpsocket协议接入到服务端实现远程编程下载，实现多个用户分时在线调试配置的目的，解决了现有PLD配置技术不能远程配置使用的技术问题。进一步的，编程器的驱动端口丰富，将USB芯片中的双通路应用到PLD下载配置中，同时兼顾配置下载的灵活性、简易性、实时性和充分利用资源的目的，提高配置下载的效率。
附图说明
图1为本发明第一实施例提供的PLD配置系统的结构示意图；
图2为本发明第二实施例提供的PLD配置方法的流程图；
图3为本发明第三实施例提供的PLD配置系统的结构示意图；
图4为本发明第三实施例中USB编程器与PLD连接示意图。
具体实施方式
现通过具体实施方式结合附图的方式对本发明做出进一步的诠释说明。
第一实施例：
图1为本发明第一实施例提供的PLD配置系统的结构示意图，由图1可知，在本实施例中，本发明提供的PLD配置系统包括：客户端1、服务端2、编程器3及PLD4连接，客户端1与服务端2通过tcpsocket协议连接，服务端2通过编程器3与PLD4连接；其中，
服务端2用于在接收到客户端1的通信数据时，通过编程器3将通信数据发送至PLD4；
PLD4用于执行通信数据，将执行结果通过编程器3、服务端2发送至客户端1；
客户端1用于对执行结果进行处理并输出。
在一些实施例中，上述实施例中的服务端2在接收到客户端的通信数据后，还用于：判断PLD是否在执行其他客户端的通信数据，若是，则等待。
在一些实施例中，上述实施例中的客户端1还用于：进行文件检查、信息核验、操作记录中的至少一个操作。
在一些实施例中，上述实施例中的客户端1用于对执行结果进行可视化显示处理，以文本数据输出。
在一些实施例中，上述实施例中的编程器3包括：USB编程器和并口编程器，USB编程器包括JTAG通道和SPI通道，服务端与PLD通过JTAG通道和/或SPI通道通信。
第二实施例：
图2为本发明第二实施例提供的PLD配置方法的流程图，由图2可知，在本实施例中，本发明提供的PLD配置方法包括：
S201：客户端与服务端通过tcpsocket协议连接，服务端通过编程器与PLD连接；
S202：服务端在接收到客户端的通信数据时，通过编程器将通信数据发送至PLD；
S203：PLD执行通信数据，将执行结果通过编程器、服务端发送至客户端；
S204：客户端对执行结果进行处理并输出。
在一些实施例中，上述实施例中的服务端在接收到客户端的通信数据后，还包括：判断PLD是否在执行其他客户端的通信数据，若是，则等待。
在一些实施例中，上述实施例中的方法还包括：客户端进行文件检查、信息核验、操作记录中的至少一个操作。
在一些实施例中，上述实施例中的客户端对执行结果进行处理并输出包括：对执行结果进行可视化显示处理，以文本数据输出。
在一些实施例中，上述实施例中的编程器包括：USB编程器和并口编程器，USB编程器包括JTAG通道和SPI通道，服务端与PLD通过JTAG通道和/或SPI通道通信。
现结合具体应用场景对本发明做进一步的诠释说明。
第三实施例：
本实施例以FPGA为应用场景对本发明进行进一步说明。
提供了一种高速配置PLD的方法和装置，用以解决现有技术无法远程下载的问题，以及充分利用USB芯片资源，同时兼顾调试的灵活性、简易性和实时性的目的，提高配置下载的效率。
如图3所示，客户端1向服务端2发送数据或命令，服务端2收到客户端1的数据和命令后，判断此时服务端是2否正在处理其他客户端的命令或数据，如果此时空闲，则对命令和数据进行处理，否则等待。服务端2发出信号，在编程器3中进行信号转换，与PLD4进行通信并传输数据，并保存PLD4传过来的数据进行本地存储，然后进行相应的处理后，将数据传送给客户端1，客户端1对数据进行可视化显示并进行文本数据输出。
在实际应用中，客户端1可以包括可视化图形模块、文本信息显示模块、编程下载功能模块、通信模块以及信息校验记录模块。可视化图形功能模块包含下列主要功能：将PLD装置中相应的器件信息和配置信息以图形化的方式显示出来，提供可视化的操作界面，方便用户进行操作。文本信息显示模块包含下列主要功能：显示可视化图形模块的器件信息和配置信息等文本信息，显示编程下载模块的相应操作和操作结果等文本信息，显示信息校验记录模块，在编程下载时对操作、文件和器件等校验信息，显示通信模块从JtagServer端得到返回信息。编程下载功能模块包含下列主要功能：通过可视化图形模块提供的操作界面，可以对FPGA的可读寄存器进行读取、对逻辑位流配置下载、回读及校验，在可视化图形模块下切换到Flash界面，对Flash器件进行逻辑位流的配置下载，回读和校验，将用户操作封装成命令，交给通信功能模块进行处理。通信模块包含下列主要功能：在可视化图形功能模块输入服务端2的服务器地址和端口，通过Tcpsocket建立与服务端2的连接，通过编程下载模块，将用户进行的操作包装成命令，然后把打包后的命令和数据通过通信模块发送给服务端2；接收服务端2发送过来的数据并在可视化图形功能模块和文本信息显示模块进行信息的显示。信息校验记录模块包含下列主要功能：在编程下载模块进行相应操作时，对可视化图形模块中的配置文件和器件信息进行文件检查、信息核验并将相应的检查操作进行日志记录，记录通信模块与JtAGServer端进行通信的相关信息，记录编程下载模块进行操作的信息。
在实际应用中，服务端2可以包括通信功能模块、底层驱动功能模块以及通用管理模块。通信功能模块的主要功能：接收并解析客户端1发送的数据和命令，将解析的数据和命令传送给通用管理模块处理，接收通用综合管理模块的结果，封装成命令并向客户端1返回处理结果和数据。底层驱动功能模块的主要功能：接收通用管理模块的数据通过并口或USB端口向PLD装置中的硬件发送数据和命令，接收PLD装置返回的数据，返回给通用管理模块。通用管理模块的主要功能：连接通信功能模块和底层驱动功能模块，接受通信模块的数据和命令，并进行处理，根据芯片的状态，将命令和数据下通过并口或USB端口发到PLD4中，将PLD4返回的数据，传送给与客户端1通信模块，向客户端1返回结果和数据。
如图4所示，编程器装置包含USB编程器和并口编程器；USB编程器，包含USB芯片和USB线缆，并口编程器包含并口芯片和并口线缆。
USBCable芯片集成USB协议引擎，不需要特定的固件编程，支持简单的同步串行标准协议USB到JTAG协议、SPI(SerialPeripheralInterface，串行外设接口)协议的转换，芯片内部集成的JTAG协议引擎，可以达到最高30Mb/s的传输速度，芯片内部可支持两个通道(A和B)传输，可配置成JTAG通道或SPI通道。在此，针对FPGA器件将通道A设置成JTAG通道传输JTAG信号，针对Flash器件将通道B设置成SPI通道传输SPI信号，充分利用芯片的线路通道，实现一线多信号的切换，实时对接相应的硬件器件。
在工作时，将服务端端传来的数据信号转换成JTAG信号或SPI信号，通过相应的通道传给PLD硬件装置中FPGA器件或Flash器件；将PLD4传送的数据转换成USB信号或并口信号，并传送给服务端。
如图4所示，PLD4包含一个FPGA或多个FPGA串行链，以及Flash器件；根据JTAG协议将编程器装置传来的JTAG信号，通过写寄存器执行指令来进行读和写的操作配置一个FPGA器件。对于多个FPGA，通过BY_PASS寄存器旁路相应的FPGA器件，对指定的FPGA进行读写操作，从而达到操作一个FPGA串行链的目的。最后将相应的寄存器读出的值传送出去。
在工作时，根据SPI协议将编程器装置传来的SPI信号，通过写寄存器执行读写操作，进行配置Flash器件；当Flash器件配置成功后，在FPGA断电启动后，通过SPI协议读取Flash存取的信息，实现上电自动配置的功能。
本发明提供的高速配置PLD方法包括以下步骤：
步骤1：通过USB编程器将服务端与PLD装置连接起来。接上电源，如果Flash器件中有正确的位流信息，FPGA器件会通过内置的SPI协议去加载Flash中内容。
步骤2：服务端启动，绑定监听服务端口，等待客户端发送数据和命令。
步骤3：在客户端输入服务端的IP地址和服务端口，连接服务端。
步骤4：客户端通过相应的可视化图形模块发送扫链(scanchain)FPGA或Flash的命令，由通信模块通过Tcpsocket方式下发到服务端，获取当前PLD装置中硬件FPGA或Flash的信息，然后在客户端上可视化图形模块显示FPGA或Flash的图标并显示相应的信息。
步骤5：在服务端接收到客户端FPGA或Flash命令时，会自动解析命令，并由通用管理模块处理，如果是扫FPGA器件则选用USBcable芯片的A通道采用JTAG协议，扫Flash器件则选用USBcable的B通道采用SPI协议，将上述信息传送到底层驱动功能模块将此命令转换成发送向硬件扫链的流程。
步骤6：服务端通过底层驱动功能模块调用编程器装置中相应芯片提供的接口，将USB信号或其他信号转换成JTAG协议信号或SPI协议信号，JTAG协议信号通过A通道传送出去，SPI协议信号通过B通道传送出去。
步骤7：PLD装置中硬件接口接受到信号转换装置传来的信号后，根据PLD装置中配置控制系统(CCS)对扫链信号进行处理，扫描当前PLD装置中的FPGA或Flash中的器件ID寄存器，并将该ID信息返回到服务端。
通过以上步骤，整个高速串行链配置系统已经连通，客户端的可视化图形模块将相应的器件信息显示出来，通过编程下载模块提供的其他功能：对FPGA或Flash的可读寄存器进行读取、对逻辑位流配置下载、回读及校验等，选择指定的器件，操作相应的功能。
对于指定的FPGA链中FPGA，PLD硬件装置通过BY_PASS寄存器旁路相应的FPGA器件，对指定的FPGA进行快速读写操作，从而达到操作一个FPGA串行链的目的
在实际应用中，可以有多个客户端对服务端过程进行命令和数据的请求，每个客户端都有同等的地位，服务端按照排队原则先到先处理，来处理不同客户端的请求，为了处理并发请求，在服务端采用互斥锁。如果当前服务端正在处理某个客户端的请求，而其他客户端也发送命令给服务端，则服务端通知其他的客户端等待，直到当前的客户端请求完成。
综上可知，通过本发明的实施，至少存在以下有益效果：
本发明提供了一种PLD配置方法，客户端通过tcpsocket协议接入到服务端实现远程编程下载，实现多个用户分时在线调试配置的目的，解决了现有PLD配置技术不能远程配置使用的技术问题。
进一步的，编程器的驱动端口丰富，将USB芯片中的双通路应用到PLD下载配置中，同时兼顾配置下载的灵活性、简易性、实时性和充分利用资源的目的，提高配置下载的效率。
以上仅是本发明的具体实施方式而已，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所做的任意简单修改、等同变化、结合或修饰，均仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (10)
1.一种可编程逻辑器件配置方法，其特征在于，包括：
客户端与服务端通过tcpsocket协议连接，服务端通过编程器与可编程逻辑器件连接；
所述服务端在接收到客户端的通信数据时，通过编程器将所述通信数据发送至所述可编程逻辑器件；
所述可编程逻辑器件执行所述通信数据，将执行结果通过编程器、服务端发送至所述客户端；
所述客户端对所述执行结果进行处理并输出。
2.如权利要求1所述的可编程逻辑器件配置方法，其特征在于，所述服务端在接收到客户端的通信数据后，还包括：判断所述可编程逻辑器件是否在执行其他客户端的通信数据，若是，则等待。
3.如权利要求1所述的可编程逻辑器件配置方法，其特征在于，还包括：所述客户端进行文件检查、信息核验、操作记录中的至少一个操作。
4.如权利要求1所述的可编程逻辑器件配置方法，其特征在于，所述客户端对所述执行结果进行处理并输出包括：对所述执行结果进行可视化显示处理，以文本数据输出。
5.如权利要求1至4任一项所述的可编程逻辑器件配置方法，其特征在于，所述编程器包括：USB编程器和并口编程器，所述USB编程器包括JTAG通道和SPI通道，所述服务端与所述可编程逻辑器件通过所述JTAG通道和/或SPI通道通信。
6.一种可编程逻辑器件配置系统，其特征在于，包括客户端、服务端、编程器及可编程逻辑器件连接，所述客户端与所述服务端通过tcpsocket协议连接，所述服务端通过所述编程器与所述可编程逻辑器件连接；其中，
所述服务端用于在接收到客户端的通信数据时，通过编程器将所述通信数据发送至所述可编程逻辑器件；
所述可编程逻辑器件用于执行所述通信数据，将执行结果通过编程器、服务端发送至所述客户端；
所述客户端用于对所述执行结果进行处理并输出。
7.如权利要求6所述的可编程逻辑器件配置系统，其特征在于，所述服务端在接收到客户端的通信数据后，还用于：判断所述可编程逻辑器件是否在执行其他客户端的通信数据，若是，则等待。
8.如权利要求6所述的可编程逻辑器件配置系统，其特征在于，所述客户端还用于：进行文件检查、信息核验、操作记录中的至少一个操作。
9.如权利要求6所述的可编程逻辑器件配置系统，其特征在于，所述客户端用于对所述执行结果进行可视化显示处理，以文本数据输出。
10.如权利要求6至9任一项所述的可编程逻辑器件配置系统，其特征在于，所述编程器包括：USB编程器和并口编程器，所述USB编程器包括JTAG通道和SPI通道，所述服务端与所述可编程逻辑器件通过所述JTAG通道和/或SPI通道通信。
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|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 518057 Guangdong city of Shenzhen province Nanshan District high tech Industrial Park Road eight South South technology Howare Technology Building 16 Applicant after: Shenzhen Pango Microsystems Co., Ltd. Address before: 518057 Guangdong city of Shenzhen province Nanshan District high tech Industrial Park Road eight South South technology Howare Technology Building 16 Applicant before: SHENZHEN PANGO MICROSYSTEMS CO., LTD. |
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| COR | Change of bibliographic data | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20160615 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |