CN105867968A - 一种加载器及程序加载方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种加载器及程序加载方法，该加载器包括：连接器、可编程模块、拨码开关、加载插座；其中：连接器，用于连接加载器与上位机；加载插座，用于连接加载器与下位机；拨码开关，用于在多个加载模式中选择一个加载模式；可编程模块，用于根据拨码开关选择的码值，确定与该加载模式对应的连接器侧引脚以及加载插座侧引脚，并从与该加载模式对应的连接器侧引脚获取上位机的总线信号，并将上位机的总线信号通过与该加载模式对应的加载插座侧引脚传输给对应的下位机。应用本发明实施例可以简化对多种不同可编程器件进行程序加载时的操作复杂度，提高可编程器件程序加载的效率。

Description

一种加载器及程序加载方法

技术领域

本发明涉及网络通信技术领域，尤其涉及一种加载器及程序加载方法。

背景技术

在现代电子产品中，常常需要对一些可编程器件加载硬件逻辑程序或者微码，才可以实现需要的功能。随着单板集成度越来越高，单板上可编程器件也用得越来越多。对于不同的可编程器件，例如CPLD(Complex Programmable Logic Device，复杂可编程逻辑器件)、FPGA(Field－Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)、EEPROM(ElectricallyErasable Programmable Read-Only Memory，电可擦可编程只读存储器)等不同类型的可编程器件，或不同厂家生产的相同类型的可编程器件，如不同厂家生产的CPLD，当需要对其进行程序加载时，需要采用不同的加载工具(通常采用各器件生产厂商提供的加载器实现程序的加载)，因而，对于包括多个不同可编程器件的单板，在单板装配时，需要多次切换加载工具，操作较为复杂，且可编程器件的程序加载效率较低。

发明内容

本发明提供一种加载器及程序加载方法，以解决现有技术中对多种不同可编程器件进行程序加载时，需要多次切换加载工具，操作较为复杂，且可编程器件的程序加载效率较低的问题。

根据本发明实施例的第一方面，提供一种加载器，应用于多功能可编程器件，所述加载器包括：连接器、可编程模块、拨码开关、加载插座；其中：

所述连接器，用于连接所述加载器与上位机；

所述加载插座，用于连接所述加载器与下位机；

所述拨码开关，用于在多个不同加载模式中的选择一个加载模式；

所述可编程模块，用于根据拨码开关选择的码值确定对应的加载模式，确定与该加载模式对应的连接器侧引脚以及加载插座侧引脚，并从与该加载模式对应的连接器侧引脚获取上位机的总线信号，并将所述上位机的总线信号通过与该加载模式对应的加载插座侧引脚传输给对应的下位机。

根据本发明实施例的第二方面，提供一种程序加载方法，应用于多功能可编程器件的加载器，该方法包括：

确定拨码开关选择的加载模式；

根据所述加载模式确定与该加载模式对应的连接器侧引脚以及加载插座侧引脚，并从与该加载模式对应的连接器侧引脚获取上位机的总线信号，并将所述上位机的总线信号通过与该加载模式对应的加载插座侧引脚传输给对应的下位机。

应用本发明实施例，通过在加载器中设置拨码开关，并设置拨码开关的码值与加载模式对应关系，使得同一加载器可以通过调节拨码开关的码值实现多种不同的可编程器件的程序加载，与现有技术通过多个不同的加载器对多种不同可编程器件进行程序加载的实现相比，简化了对多种不同可编程器件进行程序加载时的操作复杂度，提高了可编程器件程序加载的效率。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种加载器的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的另一种加载器的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的另一种加载器的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的一种程序加载方法的流程示意图。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明实施例中的技术方案，下面先对加载器的基本原理进行简单说明。

可编程器件的程序加载一般由上位机、加载器、下位机三部分组成。其中，上位机通常为PC(Personal Computer，个人计算机)；下位机为目标可编程设备，即CPLD器件、ADI器件(ADI厂家可编程器件)等；加载器用于传输上位机和下位机之间的总线信号。

在可编程器件的程序加载过程中，总线信号传输是双向的。通常，将上位机到下位机的总线信号传输称为写操作；下位机到上位机的总线信号传输称为读操作。可编程器件的程序加载通常包括：读取目标设备ID(该目标设备ID用于标识可编程器件的类型)、擦除、烧写、校验四个步骤。其中，“读取目标设备ID”和“校验”步骤以读操作为主，而“擦除”和“烧写”步骤以写操作为主。

总线信号包括对应的总线类型的前导码(比如起始符、读写标志位等)、目标设备地址(即可编程器件的地址)、目标寄存器地址(可编程器件中包括的一个或多个寄存器地址)、目标寄存器数据等等。上位机可以通过模拟不同的总线协议，对目标寄存器进行读写操作，从而实现可编程器件的程序加载。

举例来说，以ADM Cable模式下的数据读写流程为例，在该模式下，上位机和下位机之间通过I2C总线进行读写访问，一次读写访问流程如下：

前导码->从设备地址(即目标设备地址)->读写标志位->寄存器地址->寄存器数据->结束标识。

其中，前导码用于标识读写访问流程的开始，通常为2bit导码，“10”表示start(开始)，由上位机发送给下位机；

从设备地址用于标识被访问的目标设备，即上位机需要与哪一个下位机进行读写交互，由上位机发送给下位机；

读写标志位用于标识此次操作为读操作或写操作，通常为1bit，“1”表示read(读)、“0”表示write(写)，由上位机发送给下位机；

寄存器地址用于标识被访问的目标寄存器，即上位机需要对目标设备的哪一个寄存器进行读写访问，由上位机发送给下位机；

寄存器数据为上位机写入下位机的数据或上位机从下位机中读取的数据；其中，若读写标志位为读标志位，则由下位机发送给上位机；若读写标志位为写标志位，则由上位机发送给下位机；

结束标识用于标识读写流程的结束，通常为2bit导码，“01”表示end、(结束)，由上位机发送给下位机。

其中，在写访问流程中，下位机接收到上位机发送的寄存器数据之后，或，在读访问流程中，下位机将寄存器数据发送给上位机之后，可以向上位机发送一个确认标识符，如上位机接收到下位机发送的确认标识符后，向下位机发送结束标识。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例中的技术方案，并使本发明实施例的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明实施例中技术方案作进一步详细的说明。

请参见图1，为本发明实施例提供的一种加载器的结构示意图，该加载器可以应用于多功能可编程器件，如图1所示，该加载器可以包括：连接器1、可编程模块2、拨码开关3以及加载插座4；其中：

连接器1，可以用于连接加载器与上位机；

加载插座4，可以用于连接加载器与下位机；

拨码开关3，可以用于在多个加载模式中的选择一个加载模式；

可编程模块2，可以用于根据拨码开关3的选择的加载模式，确定与该加载模式对应的连接器侧引脚以及加载插座侧引脚，并从与该加载模式对应的连接器侧引脚获取上位机的总线信号，并将所述上位机的总线信号通过与该加载模式对应的加载插座侧引脚传输给对应的下位机。

具体的，在本发明实施例中，加载器可以通过连接器1与上位机连接，实现连接器与上位机之间的总线信号传输，并通过加载插座4与下位机连接，实现连接器与下位机之间的总线信号传输。

可选地，连接器1可以包括并口连接器、USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)连接器、RJ45连接器(布线系统中信息插座(即通信引出端)连接器的一种)或RS-232(个人计算机上的通讯接口之一)连接器等。

可选地，加载插座4可以为2*5加载插座。由于2*5加载插座可以通过插座内引脚的不同定义演变成其它多种不同的插座形式，如仅对2*5加载插座中特定3个引脚进行定义，其它引脚作为预留引脚，可以实现3针插座。因而，可以提高加载器的通用性。

本发明实施例中，当加载器处于工作状态时，可编程模块2可以通过读取拨码开关对应的码值，确定当前所处的加载模式，例如，可编程模块2可以根据拨码开关的码值查询预设的拨码开关与加载模式的对应关系，以确定当前状态下拨码开关的码值对应的加载模式，进而根据该加载模式从与该加载模式对应的连接器侧引脚获取上位机的总线信号，并将该上位机的总线信号通过与该加载模式对应的加载插座侧引脚传输给对应的下位机。

同理，可编程模块2还可以用于从与该加载模式对应的加载插座侧引脚获取下位机的总线信号，并将所述下位机的总线信号通过与该加载模式对应的连接器侧引脚传输给上位机。

为了实现上述目的，在本发明实施例中，加载器中可以预先设定拨码开关的码值与加载模式的对应关系，例如，将该拨码开关的码值与加载模式的对应关系烧写在可编程模块中。

举例来说，假设拨码开关的数量为4(编号依次为1～4)，其中，拨码开关1～3具备实际用途，拨码开关4预留，则拨码开关的码值与加载模式的对应关系可以如表1所示：

表1

其中，各拨码开关的开和关分别对应码值1和0(或0和1)；Program Flash加载模式用于实现Nor Flash(一种非易失闪存技术)类型的可编程器件的程序加载，Lattice Cable加载模式用于实现SPI(Serial Peripheral Interface，串行外设接口)Flash、Lattice厂家的可编程器件的程序加载，Xlinx Cable加载模式用于实现Xilinx厂家的可编程器件的程序加载，Altera Cable加载模式用于实现Altera厂家的可编程器件的程序加载，MBUSLOAD以及MBUS DEBUG加载模式用于实现ARM(Advanced RISC(Reduced Instruction SetComputer，精简指令集计算机)Machines，高级RSIC设备)可编程芯片的程序加载，ADMCable加载模式用于实现ADI厂家可编程芯片的程序加载。

本发明实施例中，考虑到不同加载模式下，上位机对应到连接器的引脚是不同的。

举例来说，以连接器为并口连接器为例，当需要对Altera可编程器件进行程序加载时，并口连接器的pin2引脚对应上位机的TCK(Test Clock Input，时钟信号)信号；当需要对ADM1065芯片进行程序加载，并口连接器的Pin2对应上位机的SCL(I2C总线的时钟信号)信号。

又举例来说，仍以连接器1为并口连接器为例，同样是数据信号，对Altera可编程器件进行程序加载时，上位机的TDI(Test Data Input，数据输入)信号对应到并口连接器的引脚Pin6，而对Lattice可编程器件进行程序加载时，上位机的TDI信号对应到并口连接器的Pin3。

同理，不同加载模式下加载插座的引脚功能也不同，本发明实施例对此不再赘述。

本发明实施例中，可编程模块2确定拨码开关3的码值对应的加载模式之后，可以根据该加载模式查询预设的加载模式与引脚的映射关系，确定与该加载模式对应的引脚，并通过与该模式对应的引脚实现上位机与下位机之间的总线信号传输。

其中，与加载模式对应的引脚可以包括连接器1的引脚、可编程模块2与连接器1连接侧的引脚、可编程模块2与加载插座4连接侧的引脚以及加载插座的引脚。

可编程模块2确定加载模式对应的引脚后，可以通过所确定的可编程模块与连接器1连接侧的引脚，从所确定的连接器1的引脚中获取上位机传输来的总线信号，并通过所确定的可编程模块2与加载插座4连接侧的引脚，从所确定的加载插座4的引脚将该总线信号传输给下位机；或，通过所确定的可编程模块2与加载插座4连接侧的引脚，从所确定的加载插座4的引脚中获取下位机传输来的总线信号，并通过所确定的可编程模块2与连接器1连接侧的引脚，从所确定的连接器1的引脚将该总线信号传输给上位机。

为了实现上述目的，在本发明实施例中，加载器中可以预先设定加载模式与引脚的映射关系，例如，将该加载模式与引脚的映射关系烧写在可编程模块中。

举例来说，假设连接器1为并口连接器(包括引脚pin2～9)，加载插座4为2*5加载插座(包括引脚pin1～10)，可编程模块2与并口连接器连接侧的引脚包括pin4/6/8以及pin16～20，可编程模块2与2*5加载插座连接侧的引脚包括pin56～58以及pin61/68，则加载模式与引脚的映射关系可以如表2所示：

表2

值得说明的是，对于“Program Flash”加载模式，不同于其它加载模式的是，在该加载模式下，上位机软件通过并口协议(LPT)实现与加载器的通信，所以并口协议中的8bit都需要用到，即引脚pin2～9。

在该模式下，可编程模块需要对连接器侧pin2～9引脚传来的8bit信号进行并串转换，将其转换为JATG接口所需要的信号，即TCK、TMS、TRST、TDI或TDO，并通过加载插座侧的相应引脚传输给下位机；同理，可编程模块还需要对加载插座侧引脚传来的信号进行串并转换，将其转换为8bit信号，并分别从连接器侧pin2～9引脚传输给上位机。

举例来说，以TDI信号传输为例，可编程模块按照并口协议从并口连接器侧引脚pin2～9采样得到8bit信号后，通过下面的移位语句实现并转串：

tsr<＝EPP_DATA；--赋值给中间变量

tsr<＝'0'&tsr(7DOWNTO 1)；--右移一位

tdi_t<＝tsr(0)；--每右移一次，将tsr(0)，也就是中间变量的最低位赋给TDI；

其中，EPP_DATA是从并口连接器侧引脚采样得到的8bit信号，tsr是中间变量，tdi_t即为TDI信号。

而对于其它加载模式，如Lattice Cable、Xilinx Cable等，可编程模块仅需要分别从加载模式对应的连接器侧引脚获取上位机的总线信号，并通过对应的加载插座侧引脚传输给下位机即可(反之亦然)。

例如，对于“Xilinx Cable”加载模式，可编程模块从分别从并口侧引脚pin2/4/3/8获取上位机的总线信号，并分别通过加载插座侧引脚pin1/3/5/9传输给下位机，例如，从并口侧引脚pin2获取到的上位机的总线信号，通过加载插座侧引脚pin1传输给下位机；从并口侧引脚pin4获取到的上位机的总线信号，通过加载插座侧引脚pin3传输给下位机。

请参见图2，图2为本发明实施例提供的另一种加载器的结构示意图，在图1所示实施例的基础上，图2所示的加载器还可以包括：电源插座5；其中：

电源插座5，可以用于通过外接电源为可编程模块2供电。

具体的，在本发明实施例中，加载器的可编程模块2属于加载器中唯一的用电器件。通常情况下，可以采用已有电源(如上位机的电源)为可编程模块2供电，而不需要再外接电源。

例如，对于Lattice Cable加载模式，可编程模块2可以通过连接器直接从上位机取电。

然而考虑到在某些特定的加载模式下可编程模块2可能无法直接通过连接器取电。例如，在ADM Cable加载模式下，其实现的是I2C(Inter-Integrated Circuit，内部整合电路)总线的加载，而I2C总线本身没有提供单独的直流电源，从而导致可编程模块无法直接通过连接器从上位机取电，因此，加载器中还可以包括电源插座5，以在需要时通过外部电源为可编程模块2供电。

可选地，电源插座5可以为5～12V电源插座，从而可以承受5～12V之间的直流电平供电。

需要注意的是，在本发明实施例中，可编程模块2也属于可编程器件，需要加载相应的逻辑文件才能实现上述实施例中描述的功能，其中，可编程模块2加载逻辑文件的具体实现在此不做赘述。

可选地，可编程模块2可以包括CPLD模块(即CPLD可编程器件)、FPGA模块(即CPLD可编程器件)或专用ASIC(Application Specific Integrated Circuit，专用集成电路)模块(即专用ASIC器件)等。

为了使本领域技术人员更好地理解本发明实施例提供的技术方案，下面对本发明实施例提供的加载器的工作原理进行描述。

请参见图3，图3为本发明实施例提供的另一种加载器的结构示意图，在该实施例中，以连接器1为并口连接器、可编程模块2为CPLD模块、加载插座为2*5加载插座为例；CPLD模块可以包括总线映射电路和比较器；其中，CPLD模块可以通过比较器获取拨码开关的码值，并根据该码值查询预设的码值与加载模式的对应关系表(其格式可以如表1所示)，确定拨码开关的码值对应的加载模式，并通过总线映射电路根据加载模式将总线信号映射到对应的总线模式下，实现上位机和下位机之间的总线信号传输。

以实现Lattice CPLD可编程器件的程序加载为例，有余CPLD采用JATG(JointTest Action Group，联合测试工作组)总线进行程序加载，因此，一方面，需要上位机模拟JATG总线信号，并通过并口连接器实现与加载器的信号传输。另一方面，需要将加载器的拨码开关的值拨到与Lattice可编程器件对应的码值(假设拨码开关的数量为4，以表1所示的拨码开关码值与加载模式的对应关系为例，拨码开关的码值应为“100X”)。

从而，在对Lattice CPLD可编程器件进行程序加载的过程中，CPLD可以通过比较器获取当前拨码开关的码值(“100X”)，并根据该码值查询表1所示的关系表，确定与该码值对应的加载模式为Lattice Cable加载模式，进而，CPLD可以通过查询表2所示的加载模式与引脚的映射关系，从并口连接器的引脚中，找到对应的四个JATG总线信号：TDI、TDO(TestData Output，数据输出)、TCK和TMS(Test Mode Selection Input，模式选择)(分别为引脚pin2/4/3/8，对应的CPLD模块上的引脚为pin4/8/6/17)，其中，并口连接器侧引脚pin2对应TDI，pin4对应TDO，pin3对应TMS，pin8对应TDI，并将它们映射到2*5加载插座中相应的引脚上(分别为引脚pin1/3/5/9，对应的CPLD模块上的引脚为pin56～58/66)，其中，加载插座侧引脚pin1对应TCK，pin3对应TDO，pin5对应TMS，pin9对应TDI，从而实现程序加载，如读取目标设备ID、擦除、烧写、校验等。

其中，CPLD模块可以通过总线直接从上位机取电(若所加载的总线提供有单独的直流电源)或通过5～15V电源插座从外接电源取电。

可见，在本发明实施例提供的技术方案中，通过在加载器中设置拨码开关，并设置拨码开关的码值与加载模式对应关系，使得同一加载器可以通过调节拨码开关的码值实现多种不同的可编程器件的程序加载，与现有技术通过多个不同的加载器对多种不同可编程器件进行程序加载的实现相比，简化了对多种不同可编程器件进行程序加载时的操作复杂度，提高了可编程器件程序加载的效率，降低了生产成本。此外，在本发明实施例中，当需要增加其它加载模式时，只需要修改加载器的可编程模块中的逻辑代码，即可实现升级，无需升级硬件，节约了维护成本。

请参见图4，图4为本发明实施例提供的一种程序加载方法的流程示意图，其中，该方法可以应用于上述实施例中所描述的加载器，如图4所示，该方法可以包括以下步骤：

步骤401、确定拨码开关选择的加载模式。

本发明实施例中，当需要对可编程器件进行程序加载时，加载器可以获取当前状态下拨码开关的码值，并根据该拨码开关的码值查询预设的码值与加载模式的对应关系(可以如表1所示)，确定该拨码开关选择的加载模式。

步骤402、根据该加载模式确定与该加载模式对应的连接器侧引脚以及加载插座侧引脚，并从与该加载模式对应的连接器侧引脚获取上位机的总线信号，并将所述上位机的总线信号通过与该加载模式对应的加载插座侧引脚传输给对应的下位机。

本发明实施例中，加载器获取到当确定前拨码开关的码值对应选择的加载模式后，可以根据该加载模式将上位机传输来的总线信号映射到对应的总线模式下，并传输到对应的下位机。

具体的，加载器可以根据当前的加载模式查询预先存储的加载模式与引脚的映射关系，以确定与当前的加载模式对应的连接器侧引脚以及加载插座侧引脚，进而，从与该加载模式对应的连接器侧引脚获取上位机的总线信号，并将所述上位机的总线信号通过与该加载模式对应的加载插座侧引脚传输给对应的下位机。

其中，加载器从连接器侧引脚获取上位机的总线信号，并将该上位机的总线信号通过对应的加载器插座侧引脚传输给对应的下位机的具体实现可以参见上述实施例中的相关描述，本发明实施例在此不再赘述。

进一步地，在本发明实施例中，在确定了与当前的加载模式对应的连接器侧引脚以及加载插座侧引脚之后，加载器还可以从与该加载模式对应的加载插座侧引脚获取下位机的总线信号，并将所述下位机的总线信号通过与该加载模式对应的连接器侧引脚传输给上位机，其具体实现也可以参见上述实施例中的相关描述，本发明实施例在此不再赘述。

本发明实施例中，加载器的结构以及功能可以参见上述图1～图3所示实施例中的相关描述，本发明实施例在此不再赘述。

通过以上描述可以看出，在本发明实施例提供的技术方案中，通过在加载器中设置拨码开关，并设置拨码开关的码值与加载模式对应关系，使得同一加载器可以通过调节拨码开关的码值实现多种不同的可编程器件的程序加载，与现有技术通过多个不同的加载器对多种不同可编程器件进行程序加载的实现相比，简化了对多种不同可编程器件进行程序加载时的操作复杂度，提高了可编程器件程序加载的效率。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (11)

1.一种加载器，应用于多功能可编程器件，其特征在于，所述加载器包括：连接器、可编程模块、拨码开关、加载插座；其中：

所述连接器，用于连接所述加载器与上位机；

所述加载插座，用于连接所述加载器与下位机；

所述拨码开关，用于在多个加载模式中选择一个加载模式；

所述可编程模块，用于根据拨码开关选择的加载模式，确定与该加载模式对应的连接器侧引脚以及加载插座侧引脚，并从与该加载模式对应的连接器侧引脚获取上位机的总线信号，并将所述上位机的总线信号通过与该加载模式对应的加载插座侧引脚传输给对应的下位机。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述可编程模块，还用于从与该加载模式对应的加载插座侧引脚获取下位机的总线信号，并将所述下位机的总线信号通过与该加载模式对应的连接器侧引脚传输给上位机。

3.根据权利要求1所述的加载器，其特征在于，所述可编程模块，具体用于通过以下方式确定拨码开关选择的加载模式：

获取当前状态下拨码开关的码值；

根据所述码值查询预设的码值与加载模式的对应关系，以确定所述拨码开关选择的加载模式。

4.根据权利要求1-3任一项所述的加载器，其特征在于，所述加载器还包括：电源插座；其中：

所述电源插座，用于通过外接电源为所述可编程模块供电。

5.根据权利要求4所述的加载器，其特征在于，所述电源插座为5～12V电源插座。

6.根据权利要求1-3任一项所述的加载器，其特征在于，所述可编程模块包括复杂可编程逻辑器件CPLD模块、现场可编程门阵列FPGA模块或专用专用集成电路ASIC模块。

7.根据权利要求1-3任一项所述的加载器，其特征在于，所述连接器包括并口连接器、通用串行总线USB连接器、RJ45连接器或RS232连接器。

8.根据权利要求1-3任一项所述的加载器，其特征在于，所述加载插座为2*5加载插座。

9.一种程序加载方法，应用于多功能可编程器件的加载器，其特征在于，所述方法包括：

确定拨码开关选择的加载模式；

根据所述加载模式确定与该加载模式对应的连接器侧引脚以及加载插座侧引脚，并从与该加载模式对应的连接器侧引脚获取上位机的总线信号，并将所述上位机的总线信号通过与该加载模式对应的加载插座侧引脚传输给对应的下位机。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述根据所述加载模式确定与该加载模式对应的连接器侧引脚以及加载插座侧引脚之后，还包括：

从与该加载模式对应的加载插座侧引脚获取下位机的总线信号，并将所述下位机的总线信号通过与该加载模式对应的连接器侧引脚传输给上位机。

11.根据权利要求9或10所述的方法，其特征在于，所述加载器包括权利要求1-8任一项所述的加载器。