CN106843938A - Fpga和dsp程序升级和在线重构系统和方法 - Google Patents

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刘东升
黄正中
唐湘成
肖柯
周玥琦
王学敏
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Abstract

本发明公开了一种FPGA和DSP程序升级和在线重构系统和方法，其中，系统包括：USB外部接口，用于连接外部的升级设备；FLASH芯片，用于存储USB外部设备导入的升级程序，包括DSP处理器的升级和FPGA的升级程序；DSP处理器，用于将升级程序从FLASH芯片中取出，发给FPGA处理器升级。本发明FPGA和DSP程序升级和在线重构系统和方法，解决目标板更新程序操作复杂的问题，并减少了系统中存储器件的数量，降低硬成本。

Description

FPGA和DSP程序升级和在线重构系统和方法
技术领域
本发明涉及一种FPGA升级技术，特别涉及一种FPGA和DSP程序升级和在线重构系统系方法。
背景技术
目前DSP程序的升级主要通过仿真器烧写升级和UART串口烧写升级两种方式。使用仿真器烧写升级必须先将产品的封盖打开，然后将仿真器与DSP的JTAG接口连接，在装有仿真器驱动程序和CCS应用软件的电脑上，由专业技术人员操作来完成升级。在外场使用该方法升级程序步骤复杂，并且需要相关专业技术人员进行操作。UART串口烧写升级方式相对使用仿真器烧写升级更简单，但是仍然需要使用上位机进行操作，并且数据传输速度较慢。
目前FPGA程序大多都是固化在外部专用的非易失存储器中，成本较高，且必须使用专用仿真器和特定调试软件进行程序升级。例如Altera公司大多使用EPCS和EPCQ专用存储器储存FPGA的程序代码。
程序固化完成后，FPGA通过AS方式主动从外部的专用存储器中加载代码，这种方式无法进行重构，不适用于多种功能应用场合。
发明内容
本发明的目的在于提供一种FPGA和DSP程序升级和在线重构系统，用于解决上述现有技术的问题。
本发明一种FPGA和DSP程序升级和在线重构系统，其中，包括：USB外部接口，用于连接外部的升级设备；FLASH芯片，用于存储USB外部设备导入的升级程序，包括DSP处理器的升级和FPGA的升级程序；DSP处理器，用于将升级程序从FLASH芯片4中取出，发给FPGA处理器升级。
根据本发明的FPGA和DSP程序升级和在线重构系统的一实施例，其中，还包括：USB驱动电路，连接在USB外部接口与DSP处理器之间。
根据本发明的FPGA和DSP程序升级和在线重构系统的一实施例，其中，DSP处理器为TMS320C6416型号，FPGA处理器型号为Cyclone系统FPGA。
根据本发明的FPGA和DSP程序升级和在线重构系统的一实施例，其中，USB外部接口将多段FPGA升级程序写入Flash芯片中
本发明一种FPGA和DSP程序升级和在线重构方法，其中，包括：将升级文件写入USB存储设备中；DSP读取USB存储设备中指定的文件，并将文件写入Flash芯片的指定区域；DSP在复位完成后，从Flash芯片中加载升级翁建，并运行；DSP将Flash芯片中FPGA的相关升级程序读出，在线配置FPGA，完成整个系统的程序升级。
根据本发明的FPGA和DSP程序升级和在线重构方法的一实施例，其中，升级文件为.rbf和.dat文件。
根据本发明的FPGA和DSP程序升级和在线重构方法的一实施例，其中，还包括DSP将Flash芯片擦除，如果擦除成功，返回擦除完成标志，如果擦除失败，重新擦除，反复4次，如果擦除都失败，提示无法升级。
根据本发明的FPGA和DSP程序升级和在线重构方法的一实施例，其中，DSP将Flash芯片中FPGA的相关升级程序读出后，通过GPIO口在线配置FPGA。
根据本发明的FPGA和DSP程序升级和在线重构方法的一实施例，其中，如果FPGA有多段程序需要分时重构，由DSP在不同的时间点读取Flash芯片相应区域的代码，再以PS方式对FPGA进行在线配置来完成。
根据本发明的FPGA和DSP程序升级和在线重构方法的一实施例，其中，包括：通过USB存储设备将多段程序代码写入Flash芯片中；DSP将第一段FPGA功能代码从Flash中读出，写入FPGA内部；FPGA执行第一段代码功能；DSP检测到FPGA执行完成第一段功能，读取第二段程序代码，重新配置FPGA；FPGA执行第二段代码功能。
本发明FPGA和DSP程序升级和在线重构系统和方法，解决目标板更新程序操作复杂的问题，并减少了系统中存储器件的数量，降低硬成本。
附图说明
图1所示为本发明基于USB传输的FPGA+DSP程序升级和在线重构系统的模块图；
图2所示为本发明FPGA和DSP程序升级和在线重构系统和方法的升级流程图；
图3为本发明的FPGA多段代码重构流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
图1所示为本发明基于USB传输的FPGA+DSP程序升级和在线重构系统的模块图，如图1所示，本发明基于USB传输的FPGA+DSP程序升级和在线重构系统包括：USB外部接口1、USB驱动电路2、DSP处理器3、Flash芯片4以及FPGA处理器5。
如图1所示，USB外部接口1，用于连接外部的升级设备；FLASH芯片4，用于存储USB外部设备导入的升级程序，包括DSP的升级和FPGA的升级程序。DSP处理器3，用于将升级程序从FLASH芯片4中取出，发给FPGA处理器5升级。
图2所示为本发明FPGA和DSP程序升级和在线重构系统和方法的升级流程图，如图2所示，
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
S1：通过软件生成.rbf和.dat文件作为升级文件，文件名设定为约定名称。
S2：将文件写入USB存储设备中。
S3：操作员将USB存储设备插入系统。
S4：系统识别到有USB存储设备插入，进入升级流程。
S5：DSP利用Flash擦除函数将Flash芯片擦除，如果擦除成功，返回擦除完成标志并进入下一步骤，如果擦除失败，重新擦除，反复4次，如果擦除都失败，板上升级指示灯常亮。
S6：DSP读取USB存储设备中指定的文件，并将文件写入Flash芯片的指定区域。
S7：程序更新完成后，DSP控制板上升级指示灯常闪烁。操作员将系统重启。
S8：DSP在复位完成后，从Flash芯片中加载指定区域的代码，并运行。
S9：DSP将Flash芯片中FPGA的相关程序数据读出，通过GPIO口在线配置FPGA，完成整个系统的程序升级。
S10：如果FPGA有多段程序需要分时重构，也可以由DSP在不同的时间点读取Flash芯片相应区域的代码，再以PS方式对FPGA进行在线配置来完成。
图3为本发明的FPGA多段代码重构流程图，如图3所示，FPGA多段代码重构方法包括：
通过USB存储设备将多段程序代码写入Flash芯片中；
DSP将第一段FPGA功能代码从Flash中读出，写入FPGA内部；
FPGA执行第一段代码功能；
DSP检测到FPGA执行完成第一段功能，读取第二段程序代码，重新配置FPGA；
FPGA执行第二段代码功能。
本套系统中所述的DSP为TI公司的TMS320C6416，FPGA为Altera公司的Cyclone系统FPGA，其他系列的处理也可参照该方法进行操作。
本发明的有益效果是：(1)整个升级过程更简便，操作员只需要将存有升级文件的USB存储设备插入系统，等到烧写完成后，将系统重启，无需专业技术人员进行操作，提高了效率，且不需要专用的FPGA外在存储器，减少了板上器件的数量，提高了可靠性也降低了器件成本。(2)将多段功能代码存入Flash芯片中，再由DSP通过PS方式对FPGA进行配置，可在FPGA资源较少的情况下完成多种功能。
本发明FPGA和DSP程序升级和在线重构系统和方法，解决目标板更新程序操作复杂的问题，并减少了系统中存储器件的数量，降低硬成本。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种FPGA和DSP程序升级和在线重构系统，其特征在于，包括：
USB外部接口，用于连接外部的升级设备；
FLASH芯片，用于存储USB外部设备导入的升级程序，包括DSP处理器的升级和FPGA的升级程序；
DSP处理器，用于将升级程序从FLASH芯片中取出，发给FPGA处理器升级。
2.如权利要求1所述的FPGA和DSP程序升级和在线重构系统，其特征在于，还包括：USB驱动电路，连接在USB外部接口与DSP处理器之间。
3.如权利要求1所述的FPGA和DSP程序升级和在线重构系统，其特征在于，DSP处理器为TMS320C6416型号，FPGA处理器型号为Cyclone系统FPGA。
4.如权利要求1所述的FPGA和DSP程序升级和在线重构系统，其特征在于，USB外部接口将多段FPGA升级程序写入Flash芯片中。
5.一种FPGA和DSP程序升级和在线重构方法，其特征在于，包括：
将升级文件写入USB存储设备中；
DSP读取USB存储设备中指定的文件，并将文件写入Flash芯片的指定区域；
DSP在复位完成后，从Flash芯片中加载升级翁建，并运行；
DSP将Flash芯片中FPGA的相关升级程序读出，在线配置FPGA，完成整个系统的程序升级。
6.如权利要求5所述的FPGA和DSP程序升级和在线重构方法，其特征在于，升级文件为.rbf和.dat文件。
7.如权利要求5所述的FPGA和DSP程序升级和在线重构方法，其特征在于，还包括DSP将Flash芯片擦除，如果擦除成功，返回擦除完成标志，如果擦除失败，重新擦除，反复4次，如果擦除都失败，提示无法升级。
8.如权利要求5所述的FPGA和DSP程序升级和在线重构方法，其特征在于，DSP将Flash芯片中FPGA的相关升级程序读出后，通过GPIO口在线配置FPGA。
9.如权利要求5所述的FPGA和DSP程序升级和在线重构方法，其特征在于，如果FPGA有多段程序需要分时重构，由DSP在不同的时间点读取Flash芯片相应区域的代码，再以PS方式对FPGA进行在线配置来完成。
10.如权利要求9所述的FPGA和DSP程序升级和在线重构方法，其特征在于，包括：
通过USB存储设备将多段程序代码写入Flash芯片中；
DSP将第一段FPGA功能代码从Flash中读出，写入FPGA内部；
FPGA执行第一段代码功能；
DSP检测到FPGA执行完成第一段功能，读取第二段程序代码，重新配置FPGA；
FPGA执行第二段代码功能。
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