CN106021465A - 一种FPGA bitfile的压缩方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种FPGA bitfile的压缩方法,属于文件管理技术领域；本发明将FPGA的bitfile转化为稀疏矩阵，将稀疏矩阵存储为一定数量的a[m][n]数组，设置每个数组单元存储一个8bit数据，计算数组中数据的非零个数，如果非零个数小于（m+1）*（n+1）/L，则将数组中的零去掉，使用三元组(m,n,x)保存非零数据；如果非零个数不小于（m+1）*（n+1）/L，则使用a[m][n]数组形式保存数据，以便快速压缩bitfile，其中L为3以上的正整数。

Description

一种FPGA bitfile的压缩方法

技术领域

本发明公开一种FPGA bitfile的压缩方法,属于文件管理技术领域。

背景技术

FPGA(Field Programmable Gate Array)，即现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路ASIC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，加电时，FPGA芯片将EPROM中数据读入片内编程RAM中，配置完成后，FPGA进入工作状态。掉电后，FPGA恢复成白片，内部逻辑关系消失，因此，FPGA能够反复使用。FPGA的编程无须专用的FPGA编程器，只须用通用的EPROM、PROM编程器即可。当需要修改FPGA功能时，只需换一片EPROM即可。这样，同一片FPGA，不同的编程数据，可以产生不同的电路功能。因此，FPGA的使用非常灵活。FPGA是由存放在片内RAM中的程序来设置其工作状态的，因此，工作时需要对片内的RAM进行编程。用户可以根据不同的配置模式，采用不同的编程方式，而bitfile是配置FPGA的最终文件，由FPGA设计工具解析用户设计、约束等文件，综合而成的。FPGA使用过程中，bitfile文件需要压缩，以降低bitfile所需占用配置Flash的空间，提高MCU配置FPGA的速度。本发明提供一种FPGA bitfile的压缩方法，利用数组压缩存储的方式，降低bitfile所需占用配置Flash的空间，并实现FPGA的bitfile文件进行快速压缩，提高MCU配置FPGA的速度。

所谓数组，就是相同数据类型的元素按一定顺序排列的集合，就是把有限个类型相同的变量用一个名字命名，然后用编号区分他们的变量的集合，这个名字称为数组名，编号称为下标。组成数组的各个变量称为数组的分量，也称为数组的元素，有时也称为下标变量。数组是在程序设计中，为了处理方便，把具有相同类型的若干变量按有序的形式组织起来的一种形式。这些按序排列的同类数据元素的集合称为数组。

发明内容

本发明针对FPGA使用过程中，bitfile文件需要快速压缩，以降低bitfile所需占用配置Flash的空间，提高MCU配置FPGA的速度的问题，提供一种FPGAbitfile的压缩方法，具有通用性强、实施简便等特点。

本发明提出的具体方案是：

一种FPGA bitfile的压缩方法，将FPGA的bitfile转化为稀疏矩阵，将稀疏矩阵存储为一定数量的a[m][n]数组，设置每个数组单元存储一个8bit数据，计算数组中数据的非零个数，如果非零个数小于(m+1)*(n+1)/L，则将数组中的零去掉，使用三元组(m,n,x)保存非零数据；如果非零个数不小于(m+1)*(n+1)/L，则使用a[m][n]数组形式保存数据，以便快速压缩bitfile，其中L为3以上的正整数。

所述bitfile转化后的最后一个a[m][n]数组如果存在补位，补位数据使用三元组存储时使用(FF，FF，FF)表示，若使用数组形式存储，则无需补位。

所述每个数组中的数据分别与0xFF作位与运算，若结果为0，则表示数据为0，否则表示数据为非0。

若所述每个数组中的数据全为0，则用三元组(0，0，0)表示。

本发明的有益之处是：

本发明将FPGA的bitfile转化为稀疏矩阵，将稀疏矩阵存储为一定数量的a[m][n]数组，设置每个数组单元存储一个8bit数据，计算数组中数据的非零个数，如果非零个数小于(m+1)*(n+1)/L，则将数组中的零去掉，使用三元组(m,n,x)保存非零数据；如果非零个数不小于(m+1)*(n+1)/L，则使用a[m][n]数组形式保存数据，以便快速压缩bitfile，其中L为3以上的正整数；

利用本发明方法，对FPGA的bitfile文件进行快速压缩，降低bitfile所需占用配置Flash的空间，并提高MCU配置FPGA的速度。有利于提高FPGA的整体工作效率。

附图说明

图1本发明方法的流程示意图。

具体实施方式

一种FPGA bitfile的压缩方法，将FPGA的bitfile转化为稀疏矩阵，将稀疏矩阵存储为一定数量的a[m][n]数组，设置每个数组单元存储一个8bit数据，计算数组中数据的非零个数，如果非零个数小于(m+1)*(n+1)/L，则将数组中的零去掉，使用三元组(m,n,x)保存非零数据；如果非零个数不小于(m+1)*(n+1)/L，则使用a[m][n]数组形式保存数据，以便快速压缩bitfile，其中L为3以上的正整数。

根据上述方法及发明内容，结合附图对本发明做进一步说明。

一种FPGA bitfile的压缩方法，将FPGA的bitfile转化为稀疏矩阵，将稀疏矩阵存储为一定数量的a[m][n]数组，设置每个数组单元存储一个8bit数据，将其设为x，计算数组中数据的非零个数，设其设为y，如果非零个数y小于(m+1)*(n+1)/L，则将数组中的零去掉，使用三元组(m,n,x)保存非零数据；如果非零个数y不小于(m+1)*(n+1)/L，则使用a[m][n]数组形式保存数据，以便快速压缩bitfile，其中L为3以上的正整数；

其中如果bitfile转化后的最后一个a[m][n]数组存在补位，补位数据使用三元组存储时使用(FF，FF，FF)表示，若使用数组形式存储，则无需补位；

将每个数组中的数据x分别与0xFF作位与运算，若结果为0，则表示数据x为0，否则表示数据x为非0；

若每个数组中的数据x全为0，则用三元组(0，0，0)表示。

具体例举一个简单实例：

比如将FPGA的bitfile转化为稀疏矩阵，将FPGA的bitfile划分为多个a[3][3]的数组，每个数组单元存储一个8bit数据x，数组中非0数据为0F、33、11，非零数据小于数组中数据数量/3，因此，采用三元组压缩存储。其中bitfile转化后使用数组形式存储，则无需补位，将每个数组中的数据x作位与运算，若结果为0，则表示数据x为0，否则表示数据x为非0，如下：

$A\[4\]\[4\]=\left[\begin{array}{cccc}00& 0F& 00& 00\\ 00& 00& 00& 00\\ 33& 00& 00& 00\\ 00& 11& 00& 00\end{array}\right]$

由于非0数据个数为3，3<(3+1)*(3+1)/3，

所以A[4][4]中数据采用三元组存储如下：

(0，1，0F)，(2，0，33)，(3，1，11)。

利用本发明方法，对FPGA的bitfile文件进行快速压缩，降低bitfile所需占用配置Flash的空间，并提高MCU配置FPGA的速度。有利于提高FPGA的整体工作效率。

Claims (4)

1.一种FPGA bitfile的压缩方法，其特征是将FPGA的bitfile转化为稀疏矩阵，将稀疏矩阵存储为一定数量的a[m][n]数组，设置每个数组单元存储一个8bit数据，计算数组中数据的非零个数，如果非零个数小于（m+1）*（n+1）/L，则将数组中的零去掉，使用三元组(m,n,x)保存非零数据；如果非零个数不小于（m+1）*（n+1）/L，则使用a[m][n]数组形式保存数据，以便快速压缩bitfile，其中L为3以上的正整数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述bitfile转化后的最后一个a[m][n]数组如果存在补位，补位数据使用三元组存储时使用（FF，FF，FF）表示，若使用数组形式存储，则无需补位。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征是所述每个数组中的数据分别与0xFF作位与运算，若结果为0，则表示数据为0，否则表示数据为非0。

4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征是若所述每个数组中的数据全为0，则用三元组（0，0，0）表示。