CN108132792B - 平板探测器、电子器件、固件加载方法及固件加载系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种平板探测器、电子器件、固件加载方法及固件加载系统，具有存储于flash中的第一固件和存储于电子设备的第二固件，在电子器件上电时，从flash中加载第一固件，其中，第一固件包括实现预设接口通讯功能的固件。当第一固件加载完成后，与电子设备通讯，且接收电子设备下发的第二固件，并将第二固件写入电子器件的预设位置。本发明可以灵活升级固件功能，有效消除升级失败的问题，还可减少设备由于固件升级失败而导致的大量后续维护的时间以及人力成本，还可有效降低固件升级所带来的人力技术需求，升级过程完全自动化完成，同时，由于flash中只存储第一固件，使得可以选用较小容量的flash，有效降低产品生产成本。

Description

平板探测器、电子器件、固件加载方法及固件加载系统

技术领域

本发明涉及电子通讯领域，特别是涉及一种平板探测器、电子器件、固件加载方法及固件加载系统。

背景技术

目前平板探测器中一般均包含FPGA，用于实现精确的时序控制以及灵活的工作流调整，为此通常会配置一片flash芯片用来保存FPGA的固件，通过上电时将flash中数据写入FPGA中完成固件的加载。

平板探测器的固件通常面临升级的需求，在一般的应用中，升级固件时需要将新的固件数据通过通讯接口写入平板探测器的flash中，完成固件的更新，但是在升级过程中遇到断电或数据写入错误时，通常会导致下一次上电后无法正确加载固件，从而无法使用平板探测器。

同时，在固件升级时，若选择的升级文件有误，则可能导致固件与PC端软件的兼容性出现问题从而无法使用。

另外，常规的固件升级方法会耗时较长，通常需要数分钟来完成数据的写入。

再者，由于FPGA的固件文件保存在flash中，而固件所实现的功能的多少决定了固件文件的大小，同时也就要求flash的容量必须大于固件文件的大小，flash的采购成本与容量直接相关，所以常规的固件保存方法需要容量较大的flash，从而使生产成本上升。

以上原因均会提升一定的企业产品维护成本，包括产品生产成本、维修成本以及大批量产品固件升级时的人力成本等。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种平板探测器、电子器件、固件加载方法及固件加载系统，用于解决现有技术中固件加载不够灵活、固件维护成本大以及固件固件更新不够自动化等的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种固件加载方法，运行于一电子器件中，所述电子器件用以与flash和一电子设备通信，所述flash中预先存储有第一固件，所述电子设备的预设路径中预先存储有第二固件，所述固件加载方法包括：步骤S1：在所述电子器件上电时，自动从所述flash中加载所述第一固件，其中，所述第一固件包括实现预设接口通讯功能的固件；步骤S2：当所述第一固件加载完成后，与所述电子设备通讯，且接收所述电子设备下发的所述第二固件；步骤S3：将所述第二固件写入所述电子器件的预设位置。

于本发明一具体实施例中，当所述固件加载方法的执行被异常中断时，所述电子器件重新上电，以重新依次执行所述步骤S1、所述步骤S2和所述步骤S3。

于本发明一具体实施例中，还包括固件更新步骤：当所述电子设备的所述预设路径中的所述第二固件被一待更新固件覆盖时，重启所述电子器件，且依次执行所述步骤S1、所述步骤S2和所述步骤S3，以接收所述电子设备下发的所述待更新固件。

于本发明一具体实施例中，还包括：当所述第一固件加载完成后，通知所述电子设备以实现与所述电子设备的通讯，或在所述第一固件加载完成后接收到所述电子设备发送的查询信息时，与所述电子设备通讯。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明还提供一种固件加载系统，运行于一电子器件中，所述电子器件用以与flash和一电子设备通信，所述flash中预先存储有第一固件，所述电子设备的预设路径中预先存储有第二固件，所述固件加载系统包括：第一固件加载模块，用以在所述电子器件上电时，自动从所述flash中加载所述第一固件，其中，所述第一固件包括实现预设接口通讯功能的固件；第二固件加载模块，用以当所述第一固件加载完成后，与所述电子设备通讯，且接收所述电子设备下发的所述第二固件。

于本发明一具体实施例中，当所述固件加载系统的运行被异常中断时，所述电子器件重新上电，以重新运行所述第一固件加载模块和所述第二固件加载模块。

于本发明一具体实施例中，所述第二固件加载模块，还用以当所述第一固件加载完成后，通知所述电子设备以实现与所述电子设备的通讯，或在所述第一固件加载完成后接收到所述电子设备发送的查询信息时，与所述电子设备通讯。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明还提供一种电子器件，运行如上任一项所述的固件加载方法。

于本发明一具体实施例中，所述电子器件为FPGA。

为实现上述目的及其他相关目的，一种平板探测器，具有如上所述的电子器件。

如上所述，本发明的平板探测器、电子器件、固件加载方法及固件加载系统，具有存储于flash中的第一固件和存储于电子设备的第二固件，在电子器件上电时，从所述flash中加载所述第一固件，其中，所述第一固件包括实现预设接口通讯功能的固件。当所述第一固件加载完成后，与所述电子设备通讯，且接收所述电子设备下发的所述第二固件，并将所述第二固件写入所述电子器件的预设位置。本发明可以灵活升级固件功能，有效消除升级失败的问题，还可减少设备由于固件升级失败而导致的大量后续维护的时间以及人力成本，还可有效降低固件升级所带来的人力技术需求，升级过程完全自动化完成，同时，由于flash中只存储第一固件，使得可以选用较小容量的flash，有效降低产品生产成本。

附图说明

图1显示为本发明的固件加载方法在一具体实施例中的流程示意图。

图2显示为现有技术中固件加载方法应用示意图。

图3显示为现有技术中固件加载方法应用示意图。

图4显示为本发明的固件加载方法在一具体实施例中的应用示意图。

图5显示为本发明的固件加载系统在一具体实施例中的组成示意图。

元件标号说明

1 固件加载系统

11 第一固件加载模块

12 第二固件加载模块

S1～S3 步骤

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

请参阅图1，显示为本发明的固件加载方法在一具体实施例中的流程示意图。

所述固件加载方法运行于一电子器件中，所述电子器件用以与flash和一电子设备通信，所述flash中预先存储有第一固件，所述电子设备的预设路径中预先存储有第二固件，于一具体应用实例中，所述电子器件例如为FPGA(Field－Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)，所述电子设备例如为PC端、平板电脑或个人手机等可进行数据收发和智能处理的电子产品，其中，PC为Personal Computer，即个人计算机具体的。以下，以所述电子设备为PC端对本发明的固件加载方法做具体的示例性说明，所述固件加载方法包括：

步骤S1：在所述电子器件上电时，自动从所述flash中加载所述第一固件，其中，所述第一固件包括实现预设接口通讯功能的固件；所述第一固件优选为实现最简单的接口通讯和固件重配置数据的写入功能，且所述第一固件为固定不变。第一固件的加载是FPGA在上电时，自动运行的过程，不需要外界的干预。

步骤S2：当所述第一固件加载完成后，与所述PC端通讯，且接收所述PC端下发的所述第二固件。优选的，所述第一固件可以将所述第二固件写入所述电子器件中。

步骤S3：将所述第二固件写入所述电子器件的预设位置。

优选的，当所述固件加载方法的执行被异常中断时，所述电子器件重新上电，以重新依次执行所述步骤S1、所述步骤S2和步骤S3。

所述第二固件为可灵活修改的固件，当要将所述电子器件的所述第二固件更新为一新的固件时，还执行以下固件更新步骤：

在所述PC端中，将所述预设路径中的所述第二固件替换为一待更新固件；

重启所述电子器件，且依次执行所述步骤S1、所述步骤S2和所述步骤S3，以接收所述PC端下发的所述待更新固件，即使得当前电子器件中获得的固件为第一固件和待更新固件。

进一步的，所述第一固件加载完成的状态为所述电子器件主动通知所述PC端或者所述PC端主动实时向所述电子器件进行查询，且当所述PC端查询到所述电子器件完成所述第一固件的加载时，与所述电子器件进行通信。具体为：

当所述第一固件加载完成后，所述电子器件通知所述PC端以实现与所述PC端的通讯，或在所述第一固件加载完成后接收到所述PC端发送的查询信息时，与所述PC端通讯；

本发明可有效规避电子器件固件升级失败或升级错误后带来的无法使用、兼容性以及高维护成本等问题。

本发明的实现包括：

1、将固件拆分为两部分，一部分为固定功能部分的第一固件，第一固件固定不变，另一部分为可重配置部分的第二固件，第二固件可灵活修改。

2、第一固件主要实现最简单的接口通讯功能和固件重配置数据的写入功能，即通过第一固件可以将第二固件写入电子器件中，第二固件为可通过写入新的数据从而在不断电的情况下实现新的功能。

3、每次上电后，电子器件自动加载固件的第一固件，从而可以实现与PC端的基本通讯。

4、电子器件完成固件的第一固件后通知PC端软件，或PC端软件通过查询确认电子器件是否已完成第一固件的加载，然后通过将第二固件的数据通过通讯接口发送至电子器件，由第一固件完成写入。

5、通过第一固件将第二固件写入后，电子器件即被配置成用户所需要的功能。

6、断电后，电子器件的功能全部丢失，由于在flash中只保留了第一固件，所以下次上电后仍然只加载第一固件，通过PC端下发第二固件的数据完成所有功能的加载。

于另一具体实施例中，所述电子器件为FPGA，且所述FPGA应用于一平板探测器中，如图2所示，显示为现有技术中固件加载方法应用示意图。本实施例中，固件包括A部分和B部分。图2是常规的平板探测器的FPGA固件加载方法，平板探测器上电后，FPGA从flash中读取固件的所有数据进行加载，即同时加载A部分和B部分，即图中的Function A+B，从而实现用户所需要的功能，此时已加载完成的FPGA无法改变其功能。进一步参阅图3，显示为现有技术中固件加载方法应用示意图。图3，是常规的平板探测器的FPGA固件升级方法，假设此时FPGA内部加载的功能为A+B，此时需要升级为功能A+C，则通过PC将新的固件数据(功能A+C)发送至FPGA，通过FPGA将数据全部写入flash中，待下一次重新上电后，FPGA将被加载成A+C的功能，在这个过程中，如果FPGA在将数据写入flash的过程中断电，或数据有误，那么下一次上电后FPGA将无法正确加载固件，从而导致无法使用。进一步参阅图4，显示为本发明的固件加载方法在一具体实施例中的应用示意图。具体为：

(1)首先将FPGA的功能拆分成2部分，分别为固定功能部分，即A部分(图中为Function A)，为固定不变，和可重配置部分，即B部分(图中为Function B)，后续可根据需要升级相应功能。

(2)如图4，上电后FPGA从flash中加载固定部分A，A部分只需要实现最简单的接口通讯功能即可，用于加载完成后与PC端通讯。

(3)待A部分加载完成后，平板探测器与PC端软件完成最基本的通讯握手，此时PC端将B部分的固件数据下发至平板探测器，FPGA接收数据后无需写入外部flash中，直接写入FPGA中，从而将FPGA的B部分完成配置。

(4)B部分配置完成后，此时FPGA即同时包含了A部分与B部分，即可实现用户需求的所有功能。

(5)B部分的固件文件保存在PC端，在软件开启，并查询到FPGA已完成A部分的加载后，由软件自动读取该文件下发至平板探测器，由FPGA自动完成B部分的配置。

(6)在下发过程中如果出现平板探测器断电或软件异常关闭的问题时，只需重新对平板探测器上电及开启软件，此时平板探测器与软件的状态自动返回至第(2)步，从而重新执行第(2)步到第(4)步的所有流程。

(7)由于平板探测器断电后再次重启时恢复成只包含A部分的固定部分，所以当平板探测器的功能需要升级时，只需要将可重配置的B部分换成功能C、D、E、……的固件文件即可。

(8)当放置在PC端的文件有误时，也只需更换固件文件并重启平板探测器即可，而不会造成平板探测器升级后无法使用的问题。

(9)当需要大批量升级固件功能时，只需将文件存储到对应的PC端，并放置在软件相应路径下即可，而无需花费大量时间进行固件的写入升级。

本发明在执行过程中至少具有以下优点：

(I)可以灵活升级固件功能，有效消除升级失败的问题；

(II)减少设备由于固件升级失败而导致的大量后续维护的时间、人力成本；

(III)可有效降低固件升级所带来的人力技术需求，完全自动化完成；

(IV)该方法无需更新硬件设计，基于原先的硬件设计即可完成方案的实现；

(V)可以选用较小容量的flash，有效降低产品生产成本。

进一步，参阅图5，显示为本发明的固件加载系统在一具体实施例中的组成示意图。所述固件加载系统1，运行于一电子器件中，所述电子器件用以与flash和一电子设备通信，所述flash中预先存储有第一固件，所述电子设备的预设路径中预先存储有第二固件，所述电子器件例如为FPGA，所述FPGA优选的应用于一平板探测器中，所述固件加载系统1包括第一固件加载模块11以及第二固件加载模块12。

所述第一固件加载模块11用以在所述电子器件上电时，自动从所述flash中加载所述第一固件，其中，所述第一固件为实现预设接口通讯功能的固件。第一固件的加载是FPGA在上电时，自动运行的过程，不需要外界的干预。

所述第二固件加载模块12用以当所述第一固件加载完成后，与所述电子设备通讯，且接收所述电子设备下发的所述第二固件将，并所述第二固件写入所述电子器件的预设位置。

进一步的，当所述固件加载系统的运行被异常中断时，所述电子器件重新上电，以重新运行所述第一固件加载模块11和所述第二固件加载模块12。

进一步的，所述第二固件加载模块12，还用以当所述第一固件加载完成后，通知所述电子设备以实现与所述电子设备的通讯，或在所述第一固件加载完成后接收到所述电子设备发送的查询信息时，与所述电子设备通讯。

所述固件加载系统1为与所述固件加载方法对应的系统项，两者技术方案相对应，所有关于所述固件加载方法的描述，均可应用于本实施例中，在此不加赘述。

综上所述，本发明的平板探测器、电子器件、固件加载方法及固件加载系统，具有存储于flash中的第一固件和存储于电子设备的第二固件，在电子器件上电时，从所述flash中加载所述第一固件，其中，所述第一固件包括实现预设接口通讯功能的固件。当所述第一固件加载完成后，与所述电子设备通讯，且接收所述电子设备下发的所述第二固件，并所述第二固件写入所述电子器件的预设位置。本发明可以灵活升级固件功能，有效消除升级失败的问题，还可减少设备由于固件升级失败而导致的大量后续维护的时间以及人力成本，还可有效降低固件升级所带来的人力技术需求，升级过程完全自动化完成，同时，由于flash中只存储第一固件，使得可以选用较小容量的flash，有效降低产品生产成本。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (8)

1.一种固件加载方法，其特征在于，运行于一电子器件中，所述电子器件用以与flash和一电子设备通信，所述电子器件的固件可以拆分为固定功能部分的第一固件和可重配置部分的第二固件，所述flash中预先存储有所述第一固件，所述电子设备的预设路径中预先存储有所述第二固件，所述固件加载方法包括：

步骤S1：在所述电子器件每次上电时，自动从所述flash中加载所述第一固件，其中，所述第一固件包括实现预设接口通讯功能的固件；

步骤S2：当所述第一固件加载完成后，与所述电子设备通讯，且接收所述电子设备下发的所述第二固件；所述第二固件包括待加载的原有固件；与所述电子设备通讯的实现方法包括：通知所述电子设备以实现与所述电子设备的通讯，或在所述第一固件加载完成后接收到所述电子设备发送的查询信息时，与所述电子设备通讯；

步骤S3：将所述第二固件写入所述电子器件的预设位置，进而实现固件加载；所述电子器件的预设位置为所述电子器件的RAM区域。

2.根据权利要求1所述的固件加载方法，其特征在于：当所述固件加载方法的执行被异常中断时，所述电子器件重新上电，以重新依次执行所述步骤S1、所述步骤S2和所述步骤S3。

3.根据权利要求1所述的固件加载方法，其特征在于：还包括固件更新步骤：

当所述电子设备的所述预设路径中的所述第二固件被一待更新固件覆盖时，重启所述电子器件，且依次执行所述步骤S1、所述步骤S2和所述步骤S3，以接收所述电子设备下发的所述待更新固件。

4.一种固件加载系统，其特征在于，运行于一电子器件中，所述电子器件用以与flash和一电子设备通信，所述电子器件的固件可以拆分为固定功能部分的第一固件和可重配置部分的第二固件，所述flash中预先存储有所述第一固件，所述电子设备的预设路径中预先存储有所述第二固件，所述固件加载系统包括：

第一固件加载模块，用以在所述电子器件每次上电时，自动从所述flash中加载所述第一固件，其中，所述第一固件包括实现预设接口通讯功能的固件；

第二固件加载模块，用以当所述第一固件加载完成后，与所述电子设备通讯，且接收所述电子设备下发的所述第二固件，并将所述第二固件写入所述电子器件的预设位置，进而实现固件加载；其中，所述第二固件包括原有固件；所述电子器件的预设位置为所述电子器件的RAM区域；所述第二固件加载模块与所述电子设备通讯的实现方法包括：所述第二固件加载模块通知所述电子设备以实现与所述电子设备的通讯，或在所述第一固件加载完成后接收到所述电子设备发送的查询信息时，与所述电子设备通讯。

5.根据权利要求4所述的固件加载系统，其特征在于：当所述固件加载系统的运行被异常中断时，所述电子器件重新上电，以重新运行所述第一固件加载模块和所述第二固件加载模块。

6.一种电子器件，其特征在于：运行如权利要求1～3中任一项所述的固件加载方法。

7.根据权利要求6所述的电子器件，其特征在于：所述电子器件为FPGA。

8.一种平板探测器，其特征在于，具有如权利要求6所述的电子器件。

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