CN207008595U - 一种用于fpga器件远程更新配置的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型为一种用于FPGA器件远程更新配置的装置，中心处理器连接内存芯片和闪存、远程启动服务下载口，物理层芯片和JTAG接口，物理层芯片通过信号线连接网络接口。电源模块为各部件提供所需电压，中心处理器安装有嵌入式操作系统，嵌入式操作系统内安装有嵌入式web服务器。本装置的以太网接口连接到PC机。本装置的JTAG接口经JTAG信号线连接待更新配置的FPGA器件。即可在PC机上下载的相关FPGA器件的更新文件，解析成指令，控制JTAG各接口的电平和时序，实现对本装置连接的相关FPGA器件的更新。本装置无需安装特殊软件，也无需开启远程协助权限，借助PC机方便快捷实现FPGA器件的远程更新，界面友好，方便使用。

Description

一种用于FPGA器件远程更新配置的装置

技术领域

本实用新型涉及FPGA技术领域，具体牵涉到一种用于FPGA器件远程更新配置的装置。

背景技术

FPGA(Programmable Gate Array)，即现场可编程门阵列器件，因为具有可编程，可并行计算等优异的特性，其应用越来越广泛。FPGA器件常用于各类通信设备及其他大型装备中。FPGA器件的功能是由存储其中的配置文件决定的，因此在调试和升级的时候需要更新它们的配置文件。

目前，FPGA器件的配置文件需要更新的时候，主要使用的是USB下载器。使用此类USB下载器对FPGA器件更新的流程是：先在USB下载器中引出四根JTAG信号线，分别是：TMS、TCK、TDI、TDO，与待更新的FPGA器件的JTAG接口对应连接。之后，将USB下载器连接到电脑，在电脑上使用特定的FPGA器件配置文件的下载软件，按照既定步骤将需要下载的更新文件发送到下载器，最后由下载器将文件烧录到FPGA器件中，整个过程比较复杂。

此种USB下载器连的缺点主要有两个：

1、USB线的长度有限

目前，比较难买到20米以上的USB线，当待更新的FPGA器件所处的设备和下载用的电脑相距较远，不得不移动电脑或者设备。而FPGA器件往往安装于大型的设备上，移动不便。

2、远程操作不便

现有的USB下载器只能在安装驱动程序后，作为电脑连接的一个串口设备使用，并且，连接下载器的电脑还必须安装特定的FPGA器件配置文件下载软件。虽然PC机的远程桌面，或者QQ等工具可以在远程用另一台PC机与连接下载器的电脑联网，远程操作该电脑连接的下载器。但是远程操作比较繁琐，且某些电脑保密性要求较高，不允许被远程计算机控制。因此技术人员必须带着下载器到达FPGA器件的现场，才能进行相关FPGA器件的更新配置，使用不便。

当前互联网的发展使得我们足不出户而连接到世界的其他地方，因此，使用互联网对FPGA器件进行远程更新成为FPGA器件更新技术的研究方向。

实用新型内容

本实用新型的目的是设计一种用于FPGA器件远程更新配置的装置，包括中心处理器，内存芯片，闪存，远程启动服务下载口，物理层芯片，电源模块，以太网接口和JTAG接口；FPGA器件信号线连接于本装置的JTGA接口，本装置通过以太网接口连接到PC机。PC机的IP地址设置为与本装置处于同一网段，在PC机上登录装置的嵌入式web服务器；选择下载FPGA器件更新文件，本装置方便地实现FPGA器件的远程更新。

本实用新型设计的一种用于FPGA器件远程更新配置的装置，包括中心处理器(CPU)，内存芯片、闪存和电源模块，还有物理层芯片(PHY芯片)、以太网接口(RJ45接口)、远程启动服务下载口(BootRom下载口)和JTAG(联合测试工作组Joint Test Action Group)接口；电源模块包括电池，与各部件连接提供所需电压，中心处理器连接各部件，中心处理器通过数据总线和地址总线连接内存芯片和闪存，中心处理器通过数据线连接远程启动服务下载口，中心处理器通过信号线分别连接物理层芯片和JTAG接口，物理层芯片通过信号线连接网络接口。所述中心处理器安装有嵌入式操作系统，嵌入式操作系统内安装有嵌入式web服务器。

本装置的以太网接口(RJ45接口)连接到PC机、或者经交换机或路由器连接到PC机。本装置的JTAG接口经JTAG信号线连接待更新配置的FPGA器件。

所述FPGA器件为FPGA芯片、或者与FPGA以主模式连接的可编程存储器(PROMProgrammable ROM)，或者与FPGA以主模式连接的复杂可编程逻辑器件(CPLD ComplexProgrammable Logic Device)。

所述JTAG接口为间距2～3mm的一排4个接孔，依次连接中心处理器的信号线TMS、TCK、TDI和TDO。

所述中心处理器还通过信号线连接发光二极管(LED)指示灯，所述发光二极管指示灯为分别指示电源接通、文件下载和文件复制完成的三个指示灯。

中心处理器通过串口线连接RS232接口，以此作为本装置的调试接口。-

当待更新的FPGA器件为2个或更多，各待更新的FPGA器件以菊花链的形式与本装置的JTAG接口连接。

使用时，接通本装置电源；设置与本装置连接的PC机的IP地址，使其与本装置的IP地址处于同一网段；在与本装置连接的PC机上，打开浏览器，输入本装置的IP地址，弹出本装置内安装的嵌入式web服务器登录页面，并呈现相关的操作按钮；在浏览器中点击“浏览”按钮，选择要下载的相关FPGA器件的xsvf格式文件，点击“上传”按钮，本装置的嵌入式web服务器及嵌入式操作系统将所需更新的FPGA的更新配置文件通过网络接口传送到本装置的内存芯片上，再由嵌入式操作系统将内存芯片中的FPGA的更新配置文件解析成指令，控制JTAG各接口的电平和时序，实现对本装置连接的相关FPGA器件的更新。

与现有技术相比，本实用新型一种用于FPGA器件远程更新配置的装置的优点为：1、强大的远程登录能力，借助CPU中的嵌入式web服务器，本装置可起到网络服务器的作用，只要本装置连接的PC机访问到本装置的IP地址，即可方便的从浏览器中打开本装置的操作页面，并进行配置文件的选择和更新，无需安装任何特殊软件，也无需开启任何远程协助权限，方便快捷，也避免了PC机失密的危险；2、本装置的现场调试距离较大，当连接本装置的PC机或者交换机、路由器等和FPGA器件所处设备有一定距离时，用普通网线即可实现本装置与PC机的连接，其价格比同长度USB线便宜很多；3、本装置的嵌入式web服务器的人机交互界面友好，方便了使用者；4、适用于FPGA器件、CPLD器件及EPROM器件的更新配置。

附图说明

图1为本用于FPGA器件远程更新配置的装置实施例的电路框图；

图2为本用于FPGA器件远程更新配置的装置实施例与PC机及FPGA器件连接示意图。

具体实施方式

本用于FPGA相关器件的远程程序更新装置的实施例的电路框图如图1所示，包括中心处理器CPU，内存芯片、闪存和电源模块，还有物理层芯片PHY芯片、以太网接口RJ45接口、远程启动服务下载口BootRom下载口和JTAG接口；电源模块包括电池，与各部件连接提供所需电压，CPU连接各部件，中心处理器通过数据总线和地址总线连接内存芯片和闪存，中心处理器通过数据线连接BootRom下载口和RS232接口，中心处理器通过信号线分别连接PHY芯片和JTAG接口，PHY芯片通过信号线连接RJ45接口。本例中心处理器安装有嵌入式操作系统，嵌入式操作系统内安装有嵌入式web服务器。

本例JTAG接口为间距2.5mm的一排4个接孔，依次连接中心处理器的信号线TMS、TCK、TDI和TDO。

本例CPU还连接3个LED指示灯，分别指示电源接通、文件下载和文件复制完成。

本例使用时连接PC机和FPGA器件的示意图如图2所示。本装置的RJ45接口经网线连接PC机，本装置的JTAG接口经JTAG信号线连接待更新配置的FPGA器件。本例待更新的FPGA器件为3个，各待更新的FPGA器件以菊花链的形式与本装置的JTAG接口连接。

上述实施例，仅为对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进一步详细说明的具体个例，本实用新型并非限定于此。凡在本实用新型的公开的范围之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于FPGA器件远程更新配置的装置，包括中心处理器，内存芯片、闪存和电源模块，其特征在于：

还有物理层芯片、以太网接口和JTAG接口；电源模块包括电池，与各部件连接提供所需电压，中心处理器连接各部件，中心处理器通过数据总线和地址总线连接内存芯片和闪存，中心处理器通过数据线连接远程启动服务下载口，中心处理器通过信号线分别连接物理层芯片和JTAG接口，物理层芯片通过信号线连接网络接口；所述中心处理器安装有嵌入式操作系统，嵌入式操作系统内安装有嵌入式web服务器；

本装置的以太网接口连接到PC机、或者经交换机或路由器连接到PC机；本装置的JTAG接口经JTAG信号线连接待更新配置的FPGA器件。

2.根据权利要求1所述的用于FPGA器件远程更新配置的装置，其特征在于：

所述FPGA器件为FPGA芯片、或者与FPGA以主模式连接的可编程存储器，或者与FPGA以主模式连接的复杂可编程逻辑器件。

3.根据权利要求1所述的用于FPGA器件远程更新配置的装置，其特征在于：

所述JTAG接口为间距2～3mm的一排4个接孔，依次连接中心处理器的信号线TMS、TCK、TDI和TDO。

4.根据权利要求1所述的用于FPGA器件远程更新配置的装置，其特征在于：

所述中心处理器还通过信号线连接发光二极管指示灯。

5.根据权利要求4所述的用于FPGA器件远程更新配置的装置，其特征在于：

所述发光二极管指示灯为分别指示电源接通、文件下载和文件复制完成的三个指示灯。

6.根据权利要求1所述的用于FPGA器件远程更新配置的装置，其特征在于：

所述中心处理器通过串口线连接RS232接口。

7.根据权利要求1所述的用于FPGA器件远程更新配置的装置，其特征在于：

当待更新的FPGA器件为2个或更多，各待更新的FPGA器件以菊花链的形式与本装置的JTAG接口连接。