CN113434183A - 一种安防雷达fpga程序远程升级方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及程序升级，具体涉及一种安防雷达FPGA程序远程升级方法，对FPGA连接的存储芯片以及外存进行分区，并建立客户终端与安防雷达之间的网络连接，客户终端读取要升级的安防雷达FPGA程序，并远程发送给安防雷达，安防雷达接收到要升级的安防雷达FPGA程序后保存至存储芯片，并向客户终端反馈参数包，安防雷达将存储芯片中要升级的安防雷达FPGA程序烧写到外存中，安防雷达读取外存中要升级的安防雷达FPGA程序保存到存储芯片中，并对存储芯片进行数据校验；本发明提供的技术方案能够克服现有技术所存在的无法在断电或断网时重新升级、程序数据传输过程中容易丢失或掺杂其他数据、不能对程序升级结果进行有效验证的缺陷。

Description

一种安防雷达FPGA程序远程升级方法

技术领域

本发明涉及程序升级，具体涉及一种安防雷达FPGA程序远程升级方法。

背景技术

为应对不同环境、不同用户的个性化需求，需要提升安防雷达的适应性，不断变更雷达检测算法。在硬件不变的情况下就需要对安防雷达程序进行有效升级，安防雷达程序的处理芯片一般是基于FPGA，即对安防雷达程序升级就是对FPGA程序升级。

传统的FPGA程序升级办法是通过JTAG接口将FPGA程序烧写到Flash中，但这种方法需要技术人员到现场将雷达拆开，这对已经安装架设好的雷达操作起来较为不便，工作效率低。因而，急需一种能够实现安防雷达FPGA程序远程升级方法。

安防雷达FPGA程序数据传输过程中，如果程序数据丢失或掺杂其他数据，会使得安防雷达不能正常工作，这就要求安防雷达能够判断升级程序是否正确。安防雷达FPGA程序升级的过程中，如果断电或断网，也要求安防雷达能够重新升级。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术所存在的上述缺点，本发明提供了一种安防雷达FPGA程序远程升级方法，能够有效克服现有技术所存在的无法在断电或断网时重新升级、程序数据传输过程中容易丢失或掺杂其他数据、不能对程序升级结果进行有效验证的缺陷。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种安防雷达FPGA程序远程升级方法，包括以下步骤：

S1、对FPGA连接的存储芯片以及外存进行分区，并建立客户终端与安防雷达之间的网络连接；

S2、客户终端读取要升级的安防雷达FPGA程序，并远程发送给安防雷达；

S3、安防雷达接收到要升级的安防雷达FPGA程序后保存至存储芯片，并向客户终端反馈参数包；

S4、客户终端发送升级指令，安防雷达先对外存进行擦除，再将存储芯片中要升级的安防雷达FPGA程序烧写到外存中；

S5、安防雷达读取外存中要升级的安防雷达FPGA程序保存到存储芯片中，并对存储芯片进行数据校验，同时向客户终端反馈升级结果。

优选地，S1中对FPGA连接的存储芯片以及外存进行分区，包括：

安防雷达FPGA原有程序将存储芯片分为三个存储区，第一个存储区为暂存区，用于存储要升级的安防雷达FPGA程序；第二个存储区为验证区，用于存储烧写到外存中的安防雷达FPGA程序；第三个存储区为指令区，用于存储升级指令；

安防雷达FPGA原有程序将外存分为两个存储区，第一个存储区为底层区，用于存储启动安防雷达FPGA程序的底层程序；第二个存储区为程序区，用于存储新升级的安防雷达FPGA程序。

优选地，所述存储区和验证区的地址空间均大于安防雷达FPGA程序的大小。

优选地，S1中建立客户终端与安防雷达之间的网络连接，包括：

安防雷达基于TCP协议的服务端，一直处于监听状态，客户终端基于TCP协议的客户端，与安防雷达建立TCP网络连接。

优选地，S2中客户终端读取要升级的安防雷达FPGA程序，并远程发送给安防雷达，包括：

客户终端读取安防雷达FPGA程序的bin文件，获得安防雷达FPGA程序bin文件所占用的总字节数，然后分批组成530字节的程序包，并通过TCP网络逐一远程发送给安防雷达；

所述程序包包括512字节的程序数据，以及字头、包号、校验、字尾。

优选地，S3中安防雷达接收到要升级的安防雷达FPGA程序后保存至存储芯片，并向客户终端反馈参数包，包括：

S31、安防雷达接收到程序包后，判断接收数据长度是否为530字节，若程序包为530字节，则对程序包进行解析；

S32、根据程序包的字头、字尾进行数据校验，确定当前程序包的包号以及程序数据的字节数，并按照包号和字节数将要升级的安防雷达FPGA程序保存至暂存区；

S33、安防雷达生成包括字头、参数、校验、字尾的反馈参数包，并发送给客户终端，客户终端接收到反馈参数包后进行解析校验；

S34、若反馈参数包中的参数与程序包中的包号一致，则客户终端继续向安防雷达发送程序包，并重复S31-S33；

S35、当安防雷达接收到程序包中程序数据的字节数小于512字节，则安防雷达生成的反馈参数包中的参数为数据接收完成，客户终端停止向安防雷达发送程序包。

优选地，S4中客户终端发送升级指令之后，包括：

客户终端向安防雷达发送包括字头、升级指令、检验、字尾的指令包，安防雷达接收到指令包后判断指令包的大小，然后读取升级指令并进行程序升级。

优选地，S4中安防雷达先对外存进行擦除，再将存储芯片中要升级的安防雷达FPGA程序烧写到外存中，包括：

安防雷达对外存的程序区进行擦除，再将存储芯片的暂存区中全部程序数据烧写到外存的程序区中。

优选地，S5中安防雷达读取外存中要升级的安防雷达FPGA程序保存到存储芯片中，并对存储芯片进行数据校验，包括：

读取外存的程序区中全部程序数据，并保存到存储芯片的验证区中，然后校验存储芯片的暂存区与验证区的数据是否一致；

若暂存区与验证区的数据一致，则程序升级成功；否则，程序升级失败。

优选地，S5中向客户终端反馈升级结果，包括：

安防雷达根据程序升级结果生成包括字头、升级结果、校验、字尾的反馈结果包，并发送给客户终端；

客户终端接收到反馈结果包后判断反馈结果包的大小，然后根据升级结果确定安防雷达升级最终结果；

若升级成功，则客户终端提示升级成功；否则，客户终端提示重新升级安防雷达程序。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明所提供的一种安防雷达FPGA程序远程升级方法，具有以下有益效果：

1)外存中设有用于存储启动安防雷达FPGA程序的底层程序的底层区，即使外存中安防雷达FPGA程序擦除，因为没有擦除底层程序，安防雷达还是能启动底层程序进行重新升级；

2)安防雷达接收到客户终端远程发送的程序包后，对程序包进行解析、校验，按照包号和字节数将要升级的安防雷达FPGA程序保存至暂存区，并向客户终端发送反馈参数包，保证程序数据的完整性和正确性；

3)在烧写过程中，安防雷达将存储芯片的暂存区中全部程序数据烧写到外存的程序区中，再读取外存的程序区中全部程序数据，并保存到存储芯片的验证区中，然后校验存储芯片的暂存区与验证区的数据是否一致，从而能够对程序升级结果进行有效验证。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种安防雷达FPGA程序远程升级方法，如图1所示，包括以下步骤：

S1、对FPGA连接的存储芯片以及外存进行分区，并建立客户终端与安防雷达之间的网络连接；

S2、客户终端读取要升级的安防雷达FPGA程序，并远程发送给安防雷达；

S3、安防雷达接收到要升级的安防雷达FPGA程序后保存至存储芯片，并向客户终端反馈参数包；

S4、客户终端发送升级指令，安防雷达先对外存进行擦除，再将存储芯片中要升级的安防雷达FPGA程序烧写到外存中；

S5、安防雷达读取外存中要升级的安防雷达FPGA程序保存到存储芯片中，并对存储芯片进行数据校验，同时向客户终端反馈升级结果。

S1中对FPGA连接的存储芯片以及外存进行分区，包括：

安防雷达FPGA原有程序将存储芯片分为三个存储区，第一个存储区为暂存区，用于存储要升级的安防雷达FPGA程序；第二个存储区为验证区，用于存储烧写到外存中的安防雷达FPGA程序；第三个存储区为指令区，用于存储升级指令；

安防雷达FPGA原有程序将外存分为两个存储区，第一个存储区为底层区，用于存储启动安防雷达FPGA程序的底层程序；第二个存储区为程序区，用于存储新升级的安防雷达FPGA程序。

存储区和验证区的地址空间均大于安防雷达FPGA程序的大小。

具体实施时，安防雷达上电后，安防雷达FPGA原有程序对DDR3存储空间分成三个存储区：第一个存储区为暂存区，首地址为0X1300_0000，长度为8M，用来暂存S3中要升级的安防雷达FPGA程序；第二个存储区为验证区，首地址为0X1380_0000，长度为8M，用来存储S4烧写到Flash中的要升级的安防雷达FPGA程序；第三个存储区为指令区，首地址为0X1400_0000，长度为1M，用来存储升级指令。DDR3的暂存区和验证区的地址空间大小都是8M，均大于4.3M的安防雷达FPGA程序。

安防雷达FPGA原有程序对Flash分成两个存储区，第一个存储区为底层区，用于存储启动安防雷达FPGA程序的底层程序，底层区首地址为0X00_0000，长度为8M；第二个存储区为程序区，用于存储新升级的安防雷达FPGA程序，首地址为0X80_0000，长度为8M。

S1中建立客户终端与安防雷达之间的网络连接，包括：

安防雷达基于TCP协议的服务端，一直处于监听状态，客户终端基于TCP协议的客户端，与安防雷达建立TCP网络连接。

具体实施时，安防雷达主芯片FPGA自带ARM，基于不带操作系统的LWIP库，建立TCP网络模块，作为TCP协议的服务端，一直处于监听状态；电脑客户终端作为TCP协议的客户端，通过终端软件建立TCP网络连接，这样安防雷达检测的目标信息可以通过客户终端显示，客户终端可以向安防雷达远程发送升级指令和升级程序，实现人机交互。

S2中客户终端读取要升级的安防雷达FPGA程序，并远程发送给安防雷达，包括：

客户终端读取安防雷达FPGA程序的bin文件，获得安防雷达FPGA程序bin文件所占用的总字节数，然后分批组成530字节的程序包，并通过TCP网络逐一远程发送给安防雷达；

程序包包括512字节的程序数据，以及字头、包号、校验、字尾。

具体实施时，首先通过VIVADO软件生成安防雷达FPGA程序bin文件，然后客户终端读取安防雷达FPGA程序bin文件，获得安防雷达FPGA程序bin文件所占用的总字节数和程序数据，并按照每包包含512字节程序数据进行分包。

如图1所示，安防雷达FPGA程序的总字节数除512得到总包数N+1，其中1至N包应该包括512字节安防雷达FPGA程序数据，而N+1包中的安防雷达FPGA程序数据小于512字节，其大小等于程序数据总字节数除512得到的余数。每包程序数据加上字头、包号、校验、字尾组成530字节的程序包，能够确保客户终端传输的安防雷达FPGA程序完整并且不掺杂其他数据。

S3中安防雷达接收到要升级的安防雷达FPGA程序后保存至存储芯片，并向客户终端反馈参数包，包括：

S31、安防雷达接收到程序包后，判断接收数据长度是否为530字节，若程序包为530字节，则对程序包进行解析；

S32、根据程序包的字头、字尾进行数据校验，确定当前程序包的包号以及程序数据的字节数，并按照包号和字节数将要升级的安防雷达FPGA程序保存至暂存区；

S33、安防雷达生成包括字头、参数、校验、字尾的反馈参数包(14字节)，并发送给客户终端，客户终端接收到反馈参数包后进行解析校验；

S34、若反馈参数包中的参数与程序包中的包号一致，则客户终端继续向安防雷达发送程序包，并重复S31-S33；

S35、当安防雷达接收到程序包中程序数据的字节数小于512字节，则安防雷达生成的反馈参数包中的参数为数据接收完成，客户终端停止向安防雷达发送程序包。

S4中客户终端发送升级指令之后，包括：

客户终端向安防雷达发送包括字头、升级指令、检验、字尾的指令包(12字节)，安防雷达接收到指令包后判断指令包的大小，然后读取升级指令并进行程序升级。

S4中安防雷达先对外存进行擦除，再将存储芯片中要升级的安防雷达FPGA程序烧写到外存中，包括：

安防雷达对外存的程序区进行擦除，再将存储芯片的暂存区中全部程序数据烧写到外存的程序区中。

S5中安防雷达读取外存中要升级的安防雷达FPGA程序保存到存储芯片中，并对存储芯片进行数据校验，包括：

读取外存的程序区中全部程序数据，并保存到存储芯片的验证区中，然后校验存储芯片的暂存区与验证区的数据是否一致；

若暂存区与验证区的数据一致，则程序升级成功；否则，程序升级失败。

S5中向客户终端反馈升级结果，包括：

安防雷达根据程序升级结果生成包括字头、升级结果、校验、字尾的反馈结果包(12字节)，并发送给客户终端；

客户终端接收到反馈结果包后判断反馈结果包的大小，然后根据升级结果确定安防雷达升级最终结果；

若升级成功，则客户终端提示升级成功；否则，客户终端提示重新升级安防雷达程序。

本申请技术方案中，FPGA原有程序将DDR3分为暂存区、验证区，这样有利于验证Flash烧写前后的程序数据是否一致，能够对程序升级结果进行有效验证；FPGA原有程序将Flash分为底层区、程序区，分别用来存储启动安防雷达FPGA程序的底层程序、新升级的安防雷达FPGA程序，这样保证即使升级的过程中断电，Flash的程序区输出擦除，因为没有擦除底层区，安防雷达还是能启动底层程序进行重新升级，有效解决了断电导致的无法再次升级问题。

客户终端通过分包方式，把安防雷达FPGA程序包远程发送给安防雷达，安防雷达接收后自动解析，把程序数据存储到DDR3的暂存区，并向客户终端发送反馈参数包，保证程序数据不丢失、不掺杂其他数据，全程无需人为操作。同时，S2、S3可以重复进行，实现安防雷达FPGA程序远程升级时数据传输稳定和可纠正。

客户终端向安防雷达发送升级指令，安防雷达将DRR3的暂存区中所有程序数据一次烧写到Flash中，烧写完成后再次读出已烧写的程序数据来校验烧写是否成功，有效解决了安防雷达FPGA程序远程升级成功与否的可验证问题，最终在很大程度上提高了安防雷达FPGA程序远程升级的正确性。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种安防雷达FPGA程序远程升级方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、对FPGA连接的存储芯片以及外存进行分区，并建立客户终端与安防雷达之间的网络连接；

S2、客户终端读取要升级的安防雷达FPGA程序，并远程发送给安防雷达；

S3、安防雷达接收到要升级的安防雷达FPGA程序后保存至存储芯片，并向客户终端反馈参数包；

S4、客户终端发送升级指令，安防雷达先对外存进行擦除，再将存储芯片中要升级的安防雷达FPGA程序烧写到外存中；

S5、安防雷达读取外存中要升级的安防雷达FPGA程序保存到存储芯片中，并对存储芯片进行数据校验，同时向客户终端反馈升级结果。

2.根据权利要求1所述的安防雷达FPGA程序远程升级方法，其特征在于：S1中对FPGA连接的存储芯片以及外存进行分区，包括：

安防雷达FPGA原有程序将存储芯片分为三个存储区，第一个存储区为暂存区，用于存储要升级的安防雷达FPGA程序；第二个存储区为验证区，用于存储烧写到外存中的安防雷达FPGA程序；第三个存储区为指令区，用于存储升级指令；

安防雷达FPGA原有程序将外存分为两个存储区，第一个存储区为底层区，用于存储启动安防雷达FPGA程序的底层程序；第二个存储区为程序区，用于存储新升级的安防雷达FPGA程序。

3.根据权利要求2所述的安防雷达FPGA程序远程升级方法，其特征在于：所述存储区和验证区的地址空间均大于安防雷达FPGA程序的大小。

4.根据权利要求2所述的安防雷达FPGA程序远程升级方法，其特征在于：S1中建立客户终端与安防雷达之间的网络连接，包括：

安防雷达基于TCP协议的服务端，一直处于监听状态，客户终端基于TCP协议的客户端，与安防雷达建立TCP网络连接。

5.根据权利要求2所述的安防雷达FPGA程序远程升级方法，其特征在于：S2中客户终端读取要升级的安防雷达FPGA程序，并远程发送给安防雷达，包括：

客户终端读取安防雷达FPGA程序的bin文件，获得安防雷达FPGA程序bin文件所占用的总字节数，然后分批组成530字节的程序包，并通过TCP网络逐一远程发送给安防雷达；

所述程序包包括512字节的程序数据，以及字头、包号、校验、字尾。

6.根据权利要求5所述的安防雷达FPGA程序远程升级方法，其特征在于：S3中安防雷达接收到要升级的安防雷达FPGA程序后保存至存储芯片，并向客户终端反馈参数包，包括：

S31、安防雷达接收到程序包后，判断接收数据长度是否为530字节，若程序包为530字节，则对程序包进行解析；

S32、根据程序包的字头、字尾进行数据校验，确定当前程序包的包号以及程序数据的字节数，并按照包号和字节数将要升级的安防雷达FPGA程序保存至暂存区；

S33、安防雷达生成包括字头、参数、校验、字尾的反馈参数包，并发送给客户终端，客户终端接收到反馈参数包后进行解析校验；

S34、若反馈参数包中的参数与程序包中的包号一致，则客户终端继续向安防雷达发送程序包，并重复S31-S33；

S35、当安防雷达接收到程序包中程序数据的字节数小于512字节，则安防雷达生成的反馈参数包中的参数为数据接收完成，客户终端停止向安防雷达发送程序包。

7.根据权利要求6所述的安防雷达FPGA程序远程升级方法，其特征在于：S4中客户终端发送升级指令之后，包括：

客户终端向安防雷达发送包括字头、升级指令、检验、字尾的指令包，安防雷达接收到指令包后判断指令包的大小，然后读取升级指令并进行程序升级。

8.根据权利要求7所述的安防雷达FPGA程序远程升级方法，其特征在于：S4中安防雷达先对外存进行擦除，再将存储芯片中要升级的安防雷达FPGA程序烧写到外存中，包括：

安防雷达对外存的程序区进行擦除，再将存储芯片的暂存区中全部程序数据烧写到外存的程序区中。

9.根据权利要求8所述的安防雷达FPGA程序远程升级方法，其特征在于：S5中安防雷达读取外存中要升级的安防雷达FPGA程序保存到存储芯片中，并对存储芯片进行数据校验，包括：

读取外存的程序区中全部程序数据，并保存到存储芯片的验证区中，然后校验存储芯片的暂存区与验证区的数据是否一致；

若暂存区与验证区的数据一致，则程序升级成功；否则，程序升级失败。

10.根据权利要求9所述的安防雷达FPGA程序远程升级方法，其特征在于：S5中向客户终端反馈升级结果，包括：

安防雷达根据程序升级结果生成包括字头、升级结果、校验、字尾的反馈结果包，并发送给客户终端；

客户终端接收到反馈结果包后判断反馈结果包的大小，然后根据升级结果确定安防雷达升级最终结果；

若升级成功，则客户终端提示升级成功；否则，客户终端提示重新升级安防雷达程序。

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