CN206479973U - 一种fpga配置数据下载电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种FPGA配置数据下载电路，微控制器与开关的控制端相连，开关一侧常与配置芯片相连，微控制器能够控制开关的另一侧连接于FPGA或者是微控制器；且微控制器与PCI连接器相连，能够接收配置数据，并控制开关连接于微控制器与配置芯片之间，使配置芯片能够接收配置数据；然后微控制器再控制开关连接于FPGA与配置芯片之间，使FPGA能够从配置芯片上下载配置数据；此过程中无需拆开设备机柜或者控制设备停机，解决了现有技术中操作工作量大和需要停机的问题。

Description

一种FPGA配置数据下载电路

技术领域

本实用新型涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种FPGA配置数据下载电路。

背景技术

当前，大部分FPGA(Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)，采用连接外部数据下载线的方式进行配置数据下载，过程中必须将外部数据下载线插接到FPGA的电路板上。

而某些PCI(Peripheral Component Interconnect，外设部件互连标准)通讯总线的设备，有些不允许连接外部数据下载线，或者由于安装在武器装备中或大型机柜内，操作人员很难对其FPGA的数据下载口进行操作，工作量较大；一些情况下需使设备停机中断工作，增加了人力维护成本，影响产品使用。

因此现有技术中这些设备的FPGA下载配置数据时，存在操作工作量大和需要停机的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种FPGA配置数据下载电路，以解决现有技术中操作工作量大和需要停机的问题。

为实现上述目的，本申请提供的技术方案如下：

一种FPGA配置数据下载电路，应用于PCI通信设备；所述FPGA配置数据下载电路包括：PCI连接器、微控制器、开关及配置芯片；其中：

所述微控制器与所述FPGA的复位端、所述开关的控制端及所述PCI连接器相连；

所述开关通过第一信号端与所述微控制器相连，或者，所述开关通过第二信号端与FPGA的数据下载口相连；

所述开关的第三信号端与所述配置芯片相连。

优选的，所述开关包括：开关管和继电器；其中：

所述开关管的控制端与所述微控制器相连；

所述开关管的输入端与电源相连；

所述开关管的输出端与所述继电器的线圈相连；

所述继电器的触点公共端为所述开关的第三信号端；

所述继电器的常闭触点为所述开关的第二信号端；

所述继电器的常开触点为所述开关的第一信号端。

优选的，所述开关管为MOS管。

优选的，所述微控制器通过输入端与所述PCI连接器相连；

所述微控制器通过输出端与所述开关的第一信号端相连；

所述微控制器通过第一控制端与所述开关的控制端相连；

所述微控制器通过第二控制端与所述FPGA的复位端相连。

优选的，所述PCI连接器上信号类型为UART、SPI或者I2C连接器。

优选的，所述配置芯片通过SPI类型接口与所述开关的第三信号端相连。

由上述方案可知，本实用新型提供了一种FPGA配置数据下载电路，微控制器与开关的控制端相连，开关一侧常与配置芯片相连，微控制器能够控制开关的另一侧连接于FPGA或者是微控制器；且微控制器与PCI连接器相连，能够接收配置数据，并控制开关连接于微控制器与配置芯片之间，使配置芯片能够接收配置数据；然后微控制器再控制开关连接于FPGA与配置芯片之间，使FPGA能够从配置芯片上下载配置数据；此过程中无需拆开设备机柜或者控制设备停机，解决了现有技术中操作工作量大和需要停机的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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为本实用新型实施例提供的FPGA配置数据下载电路的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的FPGA配置数据下载电路的另一结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提供了一种FPGA配置数据下载电路，应用于PCI通信设备，以解决现有技术中操作工作量大和需要停机的问题。

具体的，该FPGA配置数据下载电路，参见图1，包括：PCI连接器101、微控制器102、开关103及配置芯片104；其中：

微控制器102与FPGA的复位端、开关103的控制端及PCI连接器101相连；

开关103通过第一信号端与微控制器102相连，或者，开关103通过第二信号端与FPGA105的数据下载口相连；

开关103的第三信号端与配置芯片104相连。

具体的工作原理为：

PCI连接器101用于实现相应总线协议下的配置数据下载；比如，PCI总线规范中的PCI连接器具有几个预留连接接口，利用其中三个接口即可进行配置数据下载。

微控制器102接收数据后，首先判断接收到的数据类型是否符合配置数据协议，该配置数据协议可根据具体应用环境进行选用，此处并不做具体限定，均在本申请的保护范围内。当所接收的数据为配置数据时，其将控制开关103，使配置芯片104连接从连接于FPGA105变更到连接于微控制器102；然后微控制器102将配置数据下载到配置芯片104中。当下载完成后，微控制器102将配置芯片104的连接变更回FPGA 105；最后微控制器102给FPGA105的复位端发送复位信号，使其重新读取配置芯104片中的配置数据，完成FPGA 105的数据配置功能。

上述过程中，FPGA 105一直处于正常运行状态，无需对设备进行断电操作。

本实施例提供的该FPGA配置数据下载电路，通过上述过程进行电路连接的切换，在保证FPGA 105正常工作的状态下，将配置数据下载到FPGA 105中。此过程中无需拆开设备机柜，解决了现有技术中操作工作量大的问题。且整个电路设计简单，功耗低，成本低，能够保证设备在上电过程中，完成配置数据的升级工作，解决了现有技术中需要停机的问题。适用于PCI武器装备、大型机柜等产品。

本实用新型另一实施例提供了一种具体的FPGA配置数据下载电路，在上述实施例及图1的基础之上，参见图2，开关103包括：开关管301和继电器302；其中：

开关管301的控制端与微控制器102相连；

开关管301的输入端与电源相连；

开关管301的输出端与继电器302的线圈相连；

继电器302的触点公共端为开关103的第三信号端；

继电器302的常闭触点为开关103的第二信号端；

继电器302的常开触点为开关103的第一信号端。

优选的，开关管301为MOS管。

优选的，微控制器102通过输入端与PCI连接器101相连；

微控制器102通过输出端与开关103的第一信号端相连；

微控制器102通过第一控制端与开关103的控制端相连；

微控制器102通过第二控制端与FPGA 105的复位端相连。

系统工作时，FPGA 105与配置芯片104连接，FPGA 105可以正常读取配置芯片104中的配置数据。

当总线中有配置数据下发时，微控制器102通过输入端从PCI连接器101预留接口处接收到数据，如果根据数据协议进行解析后，判断所述接收的数据是配置数据，则微控制器102通过第一控制端控制MOS管的两极导通，将电源的驱动功率加载到继电器302线圈上，使继电器302线圈供电吸合。

继电器302线圈供电吸合后，继电器302常开触点接通，将配置芯片104与FPGA 105的连接状态变为配置芯片104与微控制器102连接的状态。

然后，微控制器102通过输出端将配置数据下载到配置芯片104中，再通过第一控制端控制MOS管断开两极。

此时没有功率加载到继电器302线圈上，使继电器302触电动作，释放常开触点，将配置芯片104连接回FPGA 105。

最后，微控制器102通过第二控制端向FPGA 105输出一个复位信号，使其重新读取配置芯片104里的配置数据，达到更新FPGA 105的配置数据的目的。

优选的，PCI连接器101上信号类型为UART、SPI或者I2C。

在具体的实际应用中，PCI连接器101输出配置数据的通讯信号，具体可选通用UART、SPI、I2C等总线协议进行通讯。

优选的，配置芯片104通过SPI类型接口与开关103的第三信号端相连。

微控制器102向继电器302常开触点输出的信号为配置数据的下载信号；配置芯片104的接口可以为SPI类型。

微控制器102向MOS管输出的信号为电平控制信号，微控制器102上的相应接口可以采用标准IO接口类型。

MOS管向继电器302线圈输出的信号为继电器302的驱动控制信号，通过MOS管为继电器302线圈进行电源控制。

其他具体的工作原理与上述实施例相同，此处不再一一赘述。

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。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种FPGA配置数据下载电路，其特征在于，应用于PCI通信设备；所述FPGA配置数据下载电路包括：PCI连接器、微控制器、开关及配置芯片；其中：

所述微控制器与所述FPGA的复位端、所述开关的控制端及所述PCI连接器相连；

所述开关通过第一信号端与所述微控制器相连，或者，所述开关通过第二信号端与FPGA的数据下载口相连；

所述开关的第三信号端与所述配置芯片相连。

2.根据权利要求1所述的FPGA配置数据下载电路，其特征在于，所述开关包括：开关管和继电器；其中：

所述开关管的控制端与所述微控制器相连；

所述开关管的输入端与电源相连；

所述开关管的输出端与所述继电器的线圈相连；

所述继电器的触点公共端为所述开关的第三信号端；

所述继电器的常闭触点为所述开关的第二信号端；

所述继电器的常开触点为所述开关的第一信号端。

3.根据权利要求2所述的FPGA配置数据下载电路，其特征在于，所述开关管为MOS管。

4.根据权利要求1所述的FPGA配置数据下载电路，其特征在于，所述微控制器通过输入端与所述PCI连接器相连；

所述微控制器通过输出端与所述开关的第一信号端相连；

所述微控制器通过第一控制端与所述开关的控制端相连；

所述微控制器通过第二控制端与所述FPGA的复位端相连。

5.根据权利要求1至4任一所述的FPGA配置数据下载电路，其特征在于，所述PCI连接器上信号类型为UART、SPI或者I2C。

6.根据权利要求1至4任一所述的FPGA配置数据下载电路，其特征在于，所述配置芯片通过SPI类型接口与所述开关的第三信号端相连。