CN113867770A - 一种带内fpga升级方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种带内FPGA升级方法、装置、设备及存储介质。该方法包括：通过终端命令编译目标设备驱动信息，以得到所述操作系统下针对FPGA升级的驱动文件；利用所述驱动文件，通过基本输入输出系统访问FPGA的FLASH存储器；根据目标镜像文件利用刷新工具对所述FLASH存储器进行刷新，以实现所述FPGA的带内升级。可见，通过操作系统下的终端命令编译目标设备驱动信息得到驱动文件，实现操作系统对FPGA的访问，然后利用目标镜像文件利用刷新工具对FPGA的FLASH存储器进行刷新，以实现对FPGA的带内升级。能够实现对FPGA的高效、便捷带内刷新，便于FPGA的维护。
Description
技术领域
本发明涉及FPGA升级领域，特别涉及一种带内FPGA升级方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
目前，对FPGA进行升级刷新，通常通过使用烧录器烧录FPGA的镜像文件，但只适用于在板卡工厂生产的过程中使用或者FPGA开发者使用，不适用于产品后期的升级维护上；现有技术中，还通过增加板载控制芯片等辅助设备，通过引出排针用排线连接到编译器用线编译的方式，但增加了FPGA升级的复杂程度。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种带内FPGA升级方法、装置、设备及介质，能够实现对FPGA的高效、便捷带内刷新。其具体方案如下：
第一方面，本申请公开了一种带内FPGA升级方法，包括：
通过终端命令编译目标设备驱动信息，以得到所述操作系统下针对FPGA升级的驱动文件；
利用所述驱动文件，通过基本输入输出系统访问FPGA的FLASH存储器；
根据目标镜像文件利用刷新工具对所述FLASH存储器进行刷新，以实现所述FPGA的带内升级。
可选的，所述根据目标镜像文件利用刷新工具对所述FLASH存储器进行刷新之前，还包括：
根据FPGA的目标加载模式和所述操作系统，集成得到刷新工具以模拟刷写操作；其中，所述目标加载模式包括串行外设接口加载模式和被动串行加载模式。
可选的，所述根据目标镜像文件利用刷新工具对所述FLASH存储器进行刷新之前，还包括：
获取针对所述FPGA升级的目标镜像文件；
将所述驱动文件、所述目标镜像文件、所述刷新工具和与刷新对应的终端命令集统一存入所述操作系统内的目标文件。
可选的，所述利用所述驱动文件，通过BIOS访问FPGA对应的FLASH存储器之前，还包括：
确定所述操作系统的当前管理员类型，并在当前管理员不是超级管理员时获取与所述当前管理员对应的权限配置参数；
根据所述权限配置参数调整所述操作系统的运行权限，以提高所述驱动文件和所述刷新工具在所述操作系统的运行权限。
可选的，所述根据目标镜像文件利用刷新工具对所述FLASH存储器进行刷新，包括：
通过运行刷新对应的终端命令集对所述FPGA进行软下电，然后根据目标镜像文件利用刷新工具对所述FLASH存储器进行刷新；
根据刷新对应的存储位置信息和刷新数据大小判断刷新是否成功，并在刷新成功后对所述FPGA进行软上电。
可选的，所述对所述FPGA进行软上电之后，还包括：
通过读取所述FPGA的运行状态寄存器确定所述FPGA的运行状态；
根据所述运行状态判断所述FPGA是否升级成功，并生成相应的升级结果提示。
可选的，所述利用所述驱动文件，通过基本输入输出系统访问FPGA的FLASH存储器，包括：
通过查询BIOS的ACPI tables，获取所述FPGA的配置参数；
根据所述配置参数利用所述驱动文件，通过基本输入输出系统访问FPGA的FLASH存储器。
第二方面，本申请公开了一种带内FPGA升级装置，包括：
驱动文件生成模块，用于通过终端命令编译目标设备驱动信息，以得到所述操作系统下针对FPGA升级的驱动文件；
存储器访问模块，用于利用所述驱动文件，通过基本输入输出系统访问FPGA的FLASH存储器；
刷新模块，用于根据目标镜像文件利用刷新工具对所述FLASH存储器进行刷新，以实现所述FPGA的带内升级。
第三方面，本申请公开了一种电子设备，包括：
存储器，用于保存计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序，以实现前述的带内FPGA升级方法。
第四方面，本申请公开了一种计算机可读存储介质，用于存储计算机程序；其中计算机程序被处理器执行时实现前述的带内FPGA升级方法。
本申请中，通过终端命令编译目标设备驱动信息，以得到所述操作系统下针对FPGA升级的驱动文件；利用所述驱动文件，通过基本输入输出系统访问FPGA的FLASH存储器；根据目标镜像文件利用刷新工具对所述FLASH存储器进行刷新，以实现所述FPGA的带内升级。可见，通过操作系统下的终端命令编译目标设备驱动信息得到驱动文件，实现操作系统对FPGA的访问，然后利用目标镜像文件利用刷新工具对FPGA的FLASH存储器进行刷新，以实现对FPGA的带内升级。能够实现对FPGA的高效、便捷带内刷新，更有利于服务器的大规模部署，便于FPGA的维护。
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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本申请提供的一种带内FPGA升级方法流程图；
图2为本申请提供的一种具体的带内FPGA升级方法流程图；
图3为本申请提供的一种带内FPGA升级装置结构示意图；
图4为本申请提供的一种电子设备结构图。
具体实施方式
现有技术中，对FPGA进行升级刷新，通常通过使用烧录器烧录FPGA的镜像文件，但只适用于在板卡工厂生产的过程中使用或者FPGA开发者使用，不适用于产品后期的升级维护上；现有技术中，还通过增加板载控制芯片等辅助设备，通过引出排针用排线连接到编译器用线编译的方式，但增加了FPGA升级的复杂程度。为克服上述技术问题，本申请提出一种带内FPGA升级方法，能够实现对FPGA的高效、便捷带内刷新，有利于服务器的大规模部署，便于FPGA的维护。
本申请实施例公开了一种带内FPGA升级方法，参见图1所示，该方法可以包括以下步骤：
步骤S11：通过终端命令编译目标设备驱动信息，以得到所述操作系统下针对FPGA升级的驱动文件。
本实施例中，通过操作系统下设定的终端命令编译目标设备驱动信息，以得到上述操作系统可使用的针对FPGA升级的驱动文件，已构建操作系统与FPGA的通信通道。
步骤S12：利用所述驱动文件，通过基本输入输出系统访问FPGA的FLASH存储器。
本实施例中，编译得到驱动文件后，操作系统利用驱动通过基本输入输出系统(Basic Input Output System，BIOS)访问FPGA的FLASH存储器。具体的，基本输入输出系统所在的存储器通过硬件链路与FPGA连接，因此利用驱动通过基本输入输出系统实现操作系统对FPGA的访问。其中，上述FLASH存储器可以为NandFLASH存储器。
本实施例中，所述利用所述驱动文件，通过基本输入输出系统访问FPGA的FLASH存储器，可以包括：通过查询BIOS的ACPI tables，获取所述FPGA的配置参数；根据所述配置参数利用所述驱动文件，通过基本输入输出系统访问FPGA的FLASH存储器。可以理解的是，BIOS的ACPI tables中存储有当前系统连接的FPGA的参数信息，因此，通过查询BIOS的ACPItables可以获取FPGA的配置参数，进而确定需要升级的FPGA，然后，利用驱动文件，通过基本输入输出系统实现对该FPGA的FLASH存储器的访问，由此，通过一系列的配置操作实现操作系统通过终端命令可以直接控制FPGA升级的I/O引脚。
步骤S13：根据目标镜像文件利用刷新工具对所述FLASH存储器进行刷新，以实现所述FPGA的带内升级。
本实施例中，操作系统与FPGA的通信通道构建成功后，通过运行预设终端命令，根据目标镜像文件利用刷新工具对FLASH存储器进行刷新，以实现FPGA的带内升级。
本实施例中，所述根据目标镜像文件利用刷新工具对所述FLASH存储器进行刷新之前，还可以包括：根据FPGA的目标加载模式和所述操作系统，集成得到刷新工具以模拟刷写操作；其中，所述目标加载模式包括串行外设接口加载模式和被动串行加载模式。即为了满足不同产商的FPGA的升级要求，通过集成主流FPGA的刷新工具的环境，得到上述刷新工具，例如FPGA的目标加载模式可以包括但不限于串行外设接口(Serial PeripheralInterface，SPI)加载模式和被动串行(Passive Serial，PS)加载模式。由此，将SPI和PS两种工作模式编译到工具中，同时工具模拟烧录器编译成使用的操作软件环境，保证工具刷新有效、高保真的进行。
本实施例中，所述根据目标镜像文件利用刷新工具对所述FLASH存储器进行刷新之前，还可以包括：获取针对所述FPGA升级的目标镜像文件；将所述驱动文件、所述目标镜像文件、所述刷新工具和与刷新对应的终端命令集统一存入所述操作系统内的目标文件。为了方便调用，可以将生成的驱动文件、刷新工具和刷新需要的目标镜像文件及刷新对应的终端命令集制作成脚本放在在操作系统的一个文件下。
本实施例中，所述利用所述驱动文件，通过BIOS访问FPGA对应的FLASH存储器之前，还可以包括：确定所述操作系统的当前管理员类型，并在当前管理员不是超级管理员时获取与所述当前管理员对应的权限配置参数；根据所述权限配置参数调整所述操作系统的运行权限，以提高所述驱动文件和所述刷新工具在所述操作系统的运行权限。可以理解的是，为防止操作系统的权限设置，导致驱动文件和刷新工具不能正常运行，因此，在当前管理员不是超级管理员时，通过调整操作系统的运行权限，提高驱动文件和刷新工具在操作系统的运行权限，保证升级的正常执行。
本实施例中，所述根据目标镜像文件利用刷新工具对所述FLASH存储器进行刷新，可以包括：通过运行刷新对应的终端命令集对所述FPGA进行软下电，然后根据目标镜像文件利用刷新工具对所述FLASH存储器进行刷新；根据刷新对应的存储位置信息和刷新数据大小判断刷新是否成功，并在刷新成功后对所述FPGA进行软上电。可以立理解的是，对FLASH存储器进行刷新时，首先通过运行刷新对应的终端命令集对FPGA进行软下电，然后根据目标镜像文件利用刷新工具对FLASH存储器进行刷新，然后，根据刷新对应的存储位置信息和刷新数据大小判断刷新是否成功，即判断目标镜像文件的刷新位置是否正确以及刷新数据大小是否符合目标镜像文件大小，并在判断刷新成功后对FPGA进行软上电。
本实施例中，所述对所述FPGA进行软上电之后，还可以包括：通过读取所述FPGA的运行状态寄存器确定所述FPGA的运行状态；根据所述运行状态判断所述FPGA是否升级成功，并生成相应的升级结果提示。可以理解的是，虽然目标镜像文件刷新进FLASH存储器，但FPGA是否升级成功，还需要根据FPGA将FLASH存储器内目标镜像文件写入内部静态随机存取存储器后是否能正常运行来判断，因此通过读取FPGA的运行状态寄存器，根据FPGA的运行状态判断FPGA是否升级成功。具体的刷新过程按照预先设计的终端命令执行，具体命令可以包括但不限于开始升级信号命令、升级响应、状态位设计、数据时钟、升级数据等。可见，本实施例提供了一种带内升级FPGA方法，可以应用于arm架构的CPU系统平台等，通过服务器自带的操作系统即可实现FPGA的升级，即利用系统通过带内指令和相应的驱动、刷新工具刷新最终完成刷新升级FPGA，提高了FPGA升级效率，并且确保服务器FPGA的升级过程安全可靠和稳定。
例如图2所示的一种具体的带内FPGA升级方法，首先服务器开机，进入操作系统，准备带内更新；然后编译目标设备驱动信息，驱动信息具体放在内核kernel中，以生成当前操作系统下的驱动文件；然后将生成的驱动文件，刷新工具和需要刷新的镜像及命令终端的命令制作成脚本放在在系统的同一文件下；进一步，提高系统的运行权限，打开操作系统通过BIOS进入到FPGA的NandFLASH通道，即FPGA将数据从FLASH拷贝到内部静态随机存取存储器的拷贝通道；并提高刷新工具在系统下的运行权限，以及终端命令编写脚本工具运行权限；最后借助刷新工具和命令终端运行工具刷新FLASH，然后判断是否刷成功，若通过刷新对应的存储位置信息和刷新数据大小的信息自检判断没有刷新成功，则重新进行刷新；刷新成功后，根据FPGA运行状态判断FPGA是否升级成功，若没有升级成功则重新编译设备驱动信息，重新进行升级；并在升级成功后，显示升级成功的提示状态。
由上可见，本实施例中通过终端命令编译目标设备驱动信息，以得到所述操作系统下针对FPGA升级的驱动文件；利用所述驱动文件，通过基本输入输出系统访问FPGA的FLASH存储器；根据目标镜像文件利用刷新工具对所述FLASH存储器进行刷新，以实现所述FPGA的带内升级。可见，通过操作系统下的终端命令编译目标设备驱动信息得到驱动文件，实现操作系统对FPGA的访问，然后利用目标镜像文件利用刷新工具对FPGA的FLASH存储器进行刷新，以实现对FPGA的带内升级。能够实现对FPGA的高效、便捷带内刷新，更有利于服务器的大规模部署，便于FPGA的维护。
相应的，本申请实施例还公开了一种带内FPGA升级装置，参见图3所示，该装置包括：
驱动文件生成模块11，用于通过终端命令编译目标设备驱动信息，以得到所述操作系统下针对FPGA升级的驱动文件；
存储器访问模块12，用于利用所述驱动文件，通过基本输入输出系统访问FPGA的FLASH存储器；
刷新模块13，用于根据目标镜像文件利用刷新工具对所述FLASH存储器进行刷新，以实现所述FPGA的带内升级。
由上可见，本实施例中通过终端命令编译目标设备驱动信息，以得到所述操作系统下针对FPGA升级的驱动文件；利用所述驱动文件，通过基本输入输出系统访问FPGA的FLASH存储器；根据目标镜像文件利用刷新工具对所述FLASH存储器进行刷新，以实现所述FPGA的带内升级。可见，通过操作系统下的终端命令编译目标设备驱动信息得到驱动文件，实现操作系统对FPGA的访问，然后利用目标镜像文件利用刷新工具对FPGA的FLASH存储器进行刷新，以实现对FPGA的带内升级。能够实现对FPGA的高效、便捷带内刷新，更有利于服务器的大规模部署，便于FPGA的维护。
在一些具体实施例中，所述带内FPGA升级装置具体可以包括：
刷新工具集成单元，用于根据FPGA的目标加载模式和所述操作系统，集成得到刷新工具以模拟刷写操作；其中，所述目标加载模式包括串行外设接口加载模式和被动串行加载模式。
在一些具体实施例中，所述带内FPGA升级装置具体可以包括：
目标镜像文件获取单元，用于获取针对所述FPGA升级的目标镜像文件；
文件存储单元，用于将所述驱动文件、所述目标镜像文件、所述刷新工具和与刷新对应的终端命令集统一存入所述操作系统内的目标文件。
在一些具体实施例中，所述带内FPGA升级装置具体可以包括：
权限配置参数获取单元，用于确定所述操作系统的当前管理员类型，并在当前管理员不是超级管理员时获取与所述当前管理员对应的权限配置参数；
权限调整单元，用于根据所述权限配置参数调整所述操作系统的运行权限，以提高所述驱动文件和所述刷新工具在所述操作系统的运行权限。
在一些具体实施例中，所述刷新模块13具体可以包括：
刷新单元，用于通过运行刷新对应的终端命令集对所述FPGA进行软下电，然后根据目标镜像文件利用刷新工具对所述FLASH存储器进行刷新；
单元，用于根据刷新对应的存储位置信息和刷新数据大小判断刷新是否成功，并在刷新成功后对所述FPGA进行软上电。
在一些具体实施例中，所述刷新模块13具体可以包括：
运行状态确定单元，用于通过读取所述FPGA的运行状态寄存器确定所述FPGA的运行状态；
结果提示单元，用于根据所述运行状态判断所述FPGA是否升级成功，并生成相应的升级结果提示。
在一些具体实施例中，所述存储器访问模块具体可以包括：
FPGA配置参数获取单元，用于通过查询BIOS的ACPI tables，获取所述FPGA的配置参数；
访问单元，用于根据所述配置参数利用所述驱动文件，通过基本输入输出系统访问FPGA的FLASH存储器。
进一步的，本申请实施例还公开了一种电子设备，参见图4所示，图中的内容不能被认为是对本申请的使用范围的任何限制。
图4为本申请实施例提供的一种电子设备20的结构示意图。该电子设备20，具体可以包括：至少一个处理器21、至少一个存储器22、电源23、通信接口24、输入输出接口25和通信总线26。其中，所述存储器22用于存储计算机程序，所述计算机程序由所述处理器21加载并执行，以实现前述任一实施例公开的带内FPGA升级方法中的相关步骤。
本实施例中，电源23用于为电子设备20上的各硬件设备提供工作电压；通信接口24能够为电子设备20创建与外界设备之间的数据传输通道，其所遵循的通信协议是能够适用于本申请技术方案的任意通信协议，在此不对其进行具体限定；输入输出接口25，用于获取外界输入数据或向外界输出数据，其具体的接口类型可以根据具体应用需要进行选取，在此不进行具体限定。
另外，存储器22作为资源存储的载体，可以是只读存储器、随机存储器、磁盘或者光盘等，其上所存储的资源包括操作系统221、计算机程序222及包括目标设备驱动信息在内的数据223等，存储方式可以是短暂存储或者永久存储。
其中，操作系统221用于管理与控制电子设备20上的各硬件设备以及计算机程序222，以实现处理器21对存储器22中海量数据223的运算与处理，其可以是Windows Server、Netware、Unix、Linux等。计算机程序222除了包括能够用于完成前述任一实施例公开的由电子设备20执行的带内FPGA升级方法的计算机程序之外，还可以进一步包括能够用于完成其他特定工作的计算机程序。
进一步的，本申请实施例还公开了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质中存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令被处理器加载并执行时，实现前述任一实施例公开的带内FPGA升级方法步骤。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上对本发明所提供的一种带内FPGA升级方法、装置、设备及介质进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种带内FPGA升级方法，其特征在于，应用于操作系统，包括：
通过终端命令编译目标设备驱动信息，以得到所述操作系统下针对FPGA升级的驱动文件；
利用所述驱动文件，通过基本输入输出系统访问FPGA的FLASH存储器；
根据目标镜像文件利用刷新工具对所述FLASH存储器进行刷新，以实现所述FPGA的带内升级。
2.根据权利要求1所述的带内FPGA升级方法，其特征在于，所述根据目标镜像文件利用刷新工具对所述FLASH存储器进行刷新之前，还包括：
根据FPGA的目标加载模式和所述操作系统，集成得到刷新工具以模拟刷写操作；其中，所述目标加载模式包括串行外设接口加载模式和被动串行加载模式。
3.根据权利要求1所述的带内FPGA升级方法，其特征在于，所述根据目标镜像文件利用刷新工具对所述FLASH存储器进行刷新之前，还包括：
获取针对所述FPGA升级的目标镜像文件；
将所述驱动文件、所述目标镜像文件、所述刷新工具和与刷新对应的终端命令集统一存入所述操作系统内的目标文件。
4.根据权利要求1所述的带内FPGA升级方法，其特征在于，所述利用所述驱动文件，通过BIOS访问FPGA对应的FLASH存储器之前，还包括：
确定所述操作系统的当前管理员类型，并在当前管理员不是超级管理员时获取与所述当前管理员对应的权限配置参数；
根据所述权限配置参数调整所述操作系统的运行权限，以提高所述驱动文件和所述刷新工具在所述操作系统的运行权限。
5.根据权利要求1所述的带内FPGA升级方法，其特征在于，所述根据目标镜像文件利用刷新工具对所述FLASH存储器进行刷新，包括：
通过运行刷新对应的终端命令集对所述FPGA进行软下电，然后根据目标镜像文件利用刷新工具对所述FLASH存储器进行刷新；
根据刷新对应的存储位置信息和刷新数据大小判断刷新是否成功，并在刷新成功后对所述FPGA进行软上电。
6.根据权利要求5所述的带内FPGA升级方法，其特征在于，所述对所述FPGA进行软上电之后，还包括：
通过读取所述FPGA的运行状态寄存器确定所述FPGA的运行状态；
根据所述运行状态判断所述FPGA是否升级成功，并生成相应的升级结果提示。
7.根据权利要求1至6任一项所述的带内FPGA升级方法，其特征在于，所述利用所述驱动文件，通过基本输入输出系统访问FPGA的FLASH存储器，包括：
通过查询BIOS的ACPI tables，获取所述FPGA的配置参数；
根据所述配置参数利用所述驱动文件，通过基本输入输出系统访问FPGA的FLASH存储器。
8.一种带内FPGA升级装置，其特征在于，包括：
驱动文件生成模块，用于通过终端命令编译目标设备驱动信息，以得到所述操作系统下针对FPGA升级的驱动文件；
存储器访问模块，用于利用所述驱动文件，通过基本输入输出系统访问FPGA的FLASH存储器；
刷新模块，用于根据目标镜像文件利用刷新工具对所述FLASH存储器进行刷新，以实现所述FPGA的带内升级。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：
存储器，用于保存计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序，以实现如权利要求1至7任一项所述的带内FPGA升级方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，用于存储计算机程序；其中计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的带内FPGA升级方法。
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