CN109086055A - 一种多通道并行工业烧录器 - Google Patents

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刘斌
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欧昌东
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Abstract

本发明公开了一种多通道并行工业烧录器。它包括ARM处理器，具有linux系统，用于与上位机进行通信，接收上位机发送的烧录数据、配置信息，将烧录数据存储于共享存储单元，根据配置信息配置每个烧录通道；FPGA模块，包括多个烧录通道，用于根据配置信息将共享存储单元中的烧录数据分别烧录到多个烧录芯片中；共享存储单元，用于存储烧录数据。本发明烧录器采用FPGA+ARM的soc芯片方案，soc内部的FPGA部分可实现多个烧录通道的完全并行运行，烧录多个flash芯片的时间与烧录单个芯片的时间相等，相比现有ARM处理方案，并行烧录器的工作效率更高。

Description

一种多通道并行工业烧录器
技术领域
本发明属于芯片烧录技术领域，具体涉及一种多通道并行工业烧录器。
背景技术
现有工业烧录器多采用ARM处理器方案，烧录过程多为一对一的烧录方式，多个烧录芯片的烧录时间为单个芯片烧录时间的累加，花费时间长，效率低。同时现有工业烧录器通过电脑的USB口供电，台式机电脑USB口输出电流不大于500毫安，而笔记本USB口输出电流只有100mA。输出电流大小直接影响工业烧录器的板卡供电，在工业生产环境中容易受到外部电机等强电设备的干扰，影响数据传输的稳定性。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述背景技术存在的不足，提供一种稳定性好、效率高的多通道并行工业烧录器。
本发明采用的技术方案是：一种多通道并行工业烧录器，包括
ARM处理器，具有linux系统，用于与上位机进行通信，接收上位机发送的烧录数据、配置信息，将烧录数据存储于共享存储单元，根据配置信息配置每个烧录通道；
FPGA模块，包括多个烧录通道，用于根据配置信息将共享存储单元中的烧录数据分别烧录到多个烧录芯片中；
共享存储单元，用于存储烧录数据。
进一步地，所述烧录通道包括
数据搬运模块，用于从共享存储单元中搬运烧录数据到FIFO模块中；
FIFO模块，用于缓存烧录数据；
烧录模块，用于按照烧录芯片支持的通信协议对烧录数据进行编码，转换成烧录芯片支持的通信协议格式并将转换后的烧录数据烧录到烧录芯片中。
进一步地，所述ARM处理器通过配置通道分别与数据搬运模块、FIFO模块和烧录模块连接，通过配置通道分别配置数据搬运模块、FIFO模块和烧录模块。
进一步地，所述ARM处理器通过中断通道分别与数据搬运模块、FIFO模块和烧录模块连接，数据搬运模块、FIFO模块和烧录模块运行完成后通过中断方式发送处理完成信号至ARM处理器。
进一步地，所述烧录芯片支持的通信协议包括SPI协议、QSPI协议、IIC协议和GPIO协议。
进一步地，所述烧录通道还包括数据校验模块，待数据烧录完成后，数据校验模块从烧录芯片中读取烧录的数据，并与存在共享存储单元中的原始烧录数据进行比较，判断读取的数据与原始数据是否一致，将判断结果通过中断方式通知ARM处理器。
进一步地，所述ARM处理器与上位机通过千兆以太网接口进行通信。
更进一步地，还包括电源模块，所述电源模块为ARM处理器、FPGA模块和共享存储单元供电。
本发明的有益效果是：
本发明烧录器采用FPGA+ARM的soc芯片方案，soc内部的FPGA部分可实现多个烧录通道的完全并行运行，烧录多个flash芯片的时间与烧录单个芯片的时间相等，相比现有ARM处理方案，并行烧录器的工作效率更高。
本发明的工业烧录器使用千兆以太网接口作为烧录器与电脑之间的通信接口，通信速率为1000Mbps，相比现有USB2.0接口的工业烧录器，通信速度更快。
本烧录器电脑使用独立的外供直流电源进行供电，电源供电与千兆以太网通信接口分开，板卡供电稳定，抗干扰能力强，数据传输稳定性强，传输距离远。
附图说明
图1为本发明的总体框图。
图2为本发明原理示意图。
图3为本发明的烧录流程示意图。
图中：1-上位机；2-工业烧录器；3-烧录芯片；4-ARM处理器；5-FPGA模块；5-1-数据搬运模块；5-2-FIFO模块；5-3-烧录模块；5-4-数据校验模块；6-共享存储单元；7-电源模块。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明，便于清楚地了解本发明，但它们不对本发明构成限定。
如图1-3所示，本发明多通道并行工业烧录器，包括集成于同一Soc芯片上的ARM处理器4、FPGA模块5、共享存储单元6和电源模块7，其中，
ARM处理器4，具有linux系统，用于与上位机1通过千兆以太网接口进行通信，接收上位机1发送的烧录数据、配置信息，将烧录数据存储于共享存储单元6，根据配置信息配置每个烧录通道；ARM处理器4上运行tcp server程序，通过tcp协议与电脑上位机软件进行命令协议传输；与上位机通过FTP协议进行烧录数据的收发，上位机通过FTP协议发送烧录文件到ARM处理器4；ARM处理器通过SOC内部高速通信接口完成对FPGA模块5的配置。
FPGA模块5，包括多个烧录通道，用于根据配置信息将共享存储单元6中的烧录数据分别烧录到多个烧录芯片3(3-1……3-n)中；
共享存储单元6，用于存储烧录数据。
电源模块7，用于为ARM处理器、FPGA模块和共享存储单元(即整个Soc芯片)供电。
上述方案中，烧录通道包括
数据搬运模块5-1，用于从共享存储单元6中搬运烧录数据到FIFO模块5-2中；
FIFO(First Input First Output的缩写，先入先出数据缓存器)模块5-2，用于缓存烧录数据，数据搬运模块5-1从共享存储单元6搬运的数据搬运到此模块中后缓存起来，先进入此模块的数据，然后被下级模块搬运出去；
烧录模块5-3，用于按照烧录芯片支持的通信协议对烧录数据进行编码，转换成烧录芯片支持的通信协议格式并将转换后的烧录数据烧录到烧录芯片中。烧录芯片支持的通信协议包括但不限于SPI协议、QSPI协议、IIC协议和GPIO协议。
上述方案中，ARM处理器4通过配置通道分别与数据搬运模块5-1、FIFO模块5-2和烧录模块5-3连接，通过配置通道分别配置数据搬运模块5-1、FIFO模块5-2和烧录模块5-3。ARM处理器通过中断通道分别与数据搬运模块5-1、FIFO模块5-2和烧录模块5-3连接，数据搬运模块5-1、FIFO模块5-2和烧录模块5-3运行完成后通过中断方式发送处理完成(反馈)信号至ARM处理器4。
上述方案中，烧录通道还包括数据校验模块5-4，待数据烧录完成后，数据校验模块5-4从烧录芯片3中读取烧录的数据，并与存在共享存储单元6中的原始烧录数据进行比较，判断读取的数据与原始数据是否一致，当每个烧录通道的数据校验模块运行完成后，各自通过中断方式将判断结果通知ARM处理器，ARM处理器检查每个通道的数据校验结果，并通过TCP发送数据校验结果给上位机1，将判断结果通过中断方式通知ARM处理器4。
本发明上位机软件部分主要实现对工业烧录器2的工作模式配置，如烧录芯片类型选择，烧录速率配置，烧录流程的配置；烧录文件数据的选择，烧录流程监控，烧录结果的显示等。工业烧录器2主体设备主要接收来自上位机1电脑的配置信息，烧录文件数据信息，将通过soc芯片中的程序将烧录数据文件转换成烧录芯片3支持的通信协议格式并通过硬件接口将数据烧录到指定的芯片中。
工业烧录器采用FPGA+ARM的soc芯片方案，采用TCP+FTP相结合的通信协议方式与上位机通信，TCP协议用于上位机软件与工业烧录器之间的命令协议传输、用于控制烧录器的配置信息下发及烧录流程的控制，工业烧录器上运行TCP服务器，上位机软件运行TCP客户端，；FTP协议用于烧录数据的收发；FPGA模块用于实现具体串行烧录接口协议(SPI，IIC,GPIO等)，FPGA中采用多通道并行烧录方式，可实现多路串行接口芯片的并行烧录。
Soc芯片内部ARM处理器与FPGA模块共用共享存储单元(DDR)，可用于ARM与FPGA之间的数据的高速通信，减少了芯片之间的数据通信与调度时间，FPGA模块中多个烧录通道采用完全并行通信方式，保证实际烧录过程中，多个通道之间完全独立，烧录多芯片时间等于烧录单通道芯片时间，极大提升烧录效率。
具体烧录流录工作流程如下：
1、上位机发送待烧录数据文件到ARM处理器的并存储于共享存储单元中。
2、ARM处理器收到共享文件后，根据待烧录芯片的要求，配置每个烧录通道，配置完成后，ARM处理器同时启动所有烧录通道，每个烧录通道的数据搬运模块同时从共享存储单元中读取待烧录的数据，并同时往各自的烧录芯片中烧录数据。
3、当每个通道烧录完成后，各自通过中断方式通知ARM处理器，同时启动各自的数据校验模块对烧录数据进行校验。
4、当每个通道的数据校验模块运行完成后，各自通过中断方式通知ARM处理器，ARM处理器检查每个通道的数据校验结果，并通过TCP发送数据校验结果给上位机。
本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (8)

1.一种多通道并行工业烧录器，其特征在于：包括
ARM处理器，具有linux系统，用于与上位机进行通信，接收上位机发送的烧录数据、配置信息，将烧录数据存储于共享存储单元，根据配置信息配置每个烧录通道；
FPGA模块，包括多个烧录通道，用于根据配置信息将共享存储单元中的烧录数据分别烧录到多个烧录芯片中；
共享存储单元，用于存储烧录数据。
2.根据权利要求1所述的多通道并行工业烧录器，其特征在于：所述烧录通道包括
数据搬运模块，用于从共享存储单元中搬运烧录数据到FIFO模块中；
FIFO模块，用于缓存烧录数据；
烧录模块，用于按照烧录芯片支持的通信协议对烧录数据进行编码，转换成烧录芯片支持的通信协议格式并将转换后的烧录数据烧录到烧录芯片中。
3.根据权利要求2所述的多通道并行工业烧录器，其特征在于：所述ARM处理器通过配置通道分别与数据搬运模块、FIFO模块和烧录模块连接，通过配置通道分别配置数据搬运模块、FIFO模块和烧录模块。
4.根据权利要求2所述的多通道并行工业烧录器，其特征在于：所述ARM处理器通过中断通道分别与数据搬运模块、FIFO模块和烧录模块连接，数据搬运模块、FIFO模块和烧录模块运行完成后通过中断方式发送处理完成信号至ARM处理器。
5.根据权利要求2所述的多通道并行工业烧录器，其特征在于：所述烧录芯片支持的通信协议包括SPI协议、QSPI协议、IIC协议和GPIO协议。
6.根据权利要求1所述的多通道并行工业烧录器，其特征在于：所述烧录通道还包括数据校验模块，待数据烧录完成后，数据校验模块从烧录芯片中读取烧录的数据，并与存在共享存储单元中的原始烧录数据进行比较，判断读取的数据与原始数据是否一致，将判断结果通过中断方式通知ARM处理器。
7.根据权利要求1所述的多通道并行工业烧录器，其特征在于：所述ARM处理器与上位机通过千兆以太网接口进行通信。
8.根据权利要求1所述的多通道并行工业烧录器，其特征在于：还包括电源模块，所述电源模块为ARM处理器、FPGA模块和共享存储单元供电。
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