KR100443918B1

KR100443918B1 - 원격 에프피지에이 프로그램 업그레이드 방법

Info

Publication number: KR100443918B1
Application number: KR10-2002-0004456A
Authority: KR
Inventors: 최인수
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2002-01-25
Filing date: 2002-01-25
Publication date: 2004-08-09
Also published as: KR20030064039A

Abstract

본 발명은 원격 에프피지에이(FPGA) 프로그램 업그레이드 방법에 관한 것으로, 좀더 상세하게는, 외부 컨피그레이션 디바이스로부터 새로운 에프피지에이 프로그램을 로딩할 수 있도록 에프피지에이 디바이스의 레지스터 비트를 정의하여 이를 입출력 핀에 매핑하고, 입출력 핀을 외부 컨피그레이션 디바이스에 연결한 뒤, 랜 및 인터넷망 등의 외부 통신망으로부터 새로운 에프피지에이 디바이스 프로그램을 전송받아 이를 외부 컨피그레이션 디바이스에 저장한 후 에프피지에이 디바이스에 로딩하여 즉시 업그레이드 되도록 하는 원격 에프피지에이 프로그램 업그레이드 방법에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 외부 컨피그레이션 디바이스를 사용한 통신 시스템 및 보드의 에프피지에이 프로그램 업그레이드 시에 해당 통신 시스템 및 보드의 리셋 동작이 필요 없어 에프피지에이 프로그래밍을 원격으로 수행할 수 있는 장점이 있다.

Description

원격 에프피지에이 프로그램 업그레이드 방법 {Method for Remote Upgrade of FPGA Program}

본 발명은 랜 및 인터넷망 등의 외부 통신망으로부터 새로운 에프피지에이(FPGA : Field Programmable Gate Array, 이하 FPGA로 약칭) 프로그램을 전송받아 이를 외부 컨피그레이션(Configuration) 디바이스에 저장 후 FPGA 디바이스에 로딩하여 즉시 업그레이드 되도록 하는 원격 FPGA 프로그램 업그레이드 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 통신 시스템에는 다양한 기능을 수행하기 위한 다수의 디지털 회로 또는 보드가 내장된다.

이러한, 디지털 회로 또는 보드 내에서는 통상 디지털 논리 신호들의 처리를 위한 논리 회로를 구현하는데 있어서 개발 기간의 단축과 유지 보수의 용이성 등의 이유로, SRAM(Static Random Access Memory)기반의 플렉시블 로직 엘리먼트 매트릭스(Flexible Logic Element Matrix)들을 갖는 집적 회로인 FPGA 디바이스를 널리 사용한다.

FPGA 디바이스는 피엘디(PLD : Programmable Logic Device, 이하 PLD로 약칭)와 그 기능이 비슷하지만, PLD가 통상 수백 개의 논리 게이트에 제한되는데 반하여, FPGA 디바이스는 수천에서 수만 개의 논리 게이트를 지원할 수 있어, 집적 회로 설계의 프로토타입 제작용으로 인기가 높다.

FPGA 디바이스는 전원이 인가되면 로직 구성 데이터를 저장하고 있는 장치들로부터 직접 SRAM 셀(Cell)로 로직 구성 데이터를 내려 받은 뒤, 그 데이터에 따라서 로직 셀의 구성을 수행하게 되는데, 이러한 일련의 동작을 로직 형성(Logic Configuration)'이라 하며, FPGA 디바이스는 로직 형성이 완료되면 정상 상태의 논리 회로로 동작하게 된다.

이렇게, 디지털 회로 또는 보드에 구성된 FPGA 디바이스에 일련의 프로그램을 입력하여 로직 형성을 수행하는 종래의 방법에는 다음과 같은 3가지가 있다.

1. 조인트 태그(JTAG : Joint Test Action Group, 이하 JTAG로 약칭) 포트를 이용한 방법.

이는 초기에 컨피그레이션 디바이스에 라이트하기 위하여 사용하는 방법으로, JTAG 바운더리 스캔 테스트 포트(Boundary Scan Test Port)인 TDI, TDO, TMS 및 TCK 핀을 이용하여 외부 장비에서 JTAG 포트에 케이블을 연결하여 FPGA 디바이스에 프로그램 하는 방법이다.

2. 직렬/병렬 포트를 이용한 방법.

이는 FPGA 디바이스에서 제공하는 직렬 포트 또는 병렬 포트를 이용하여 프로그램 하는 방법으로 외부 장비에 케이블을 연결하여 프로그램을 수행하거나 회로 내의 메모리에 프로그램 할 데이터를 저장하여 놓고 프로그램 하는 방법으로 거의 사용하지 않는다.

3. 컨피그레이션 전용 디바이스를 사용하는 방법.

도 1에 도시된 바와 같이, 외부 컨피그레이션 디바이스(100)를 이용하여 FPGA 프로그램 데이터를 저장하여 놓고 전원을 껐다 켜서 전원 온 시에 자동으로FPGA 디바이스(200)에 프로그램 되도록 하는 방법으로 가장 널리 사용되고 있다.

이러한 방법들 중 3번째 방법과 같이 외부 컨피그레이션 디바이스(100)를 이용한 FPGA 회로의 경우, FPGA 프로그램을 변경하려면 외부 컨피그레이션 디바이스(100)를 JTAG 포트(300)에 케이블을 통하여 직접 연결하여 프로그램을 하거나, 원격 프로그램을 수행할 수 있는 제어 디바이스 즉, 컨트롤러 또는 CPU에 JTAG 포트(300)를 연결하여 프로그램 하여야 하며, 후자의 경우에는 사이트에 보드나 시스템이 설치되어 운용 중인 경우 주로 사용하게 된다.

그런데, 이와 같은 경우 앞서 설명한 바와 같이, 관련 보드의 전원을 껐다 켜야 만이 새로운 프로그램이 FPGA 디바이스(200)에 적용되므로, 사이트에 설치되어 있는 장비의 FPGA 디바이스(200)를 원격으로 프로그램할 경우 FPGA 프로그램을 업그레이드하기 위하여 작업자가 일일이 각 사이트를 방문하여 동작 중인 시스템이나 보드를 리셋시켜야 하는 문제점이 있다.

따라서, 이와 같이 작업자가 각 사이트를 일일이 방문하여 프로그램 작업을 하거나, 일일이 시스템 및 보드를 리셋시켜야 하므로 제어 장치 등을 통한 원격 프로그래밍이 무의미해져 FPGA 프로그램을 원격으로 수행할 수 없는 문제점이 발생하게 된다.

본 발명은 이러한 문제점들을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 외부 컨피그레이션 디바이스를 사용한 통신 시스템 및 보드의 FPGA 프로그램 업그레이드 시에해당 통신 시스템 및 보드의 리셋 동작이 필요 없도록 하여 FPGA 프로그래밍을 원격으로 수행 가능하도록 함으로써, 제어 센터에서 일괄적으로 FPGA 프로그램 업그레이드를 실시할 수 있도록 하여 오 작업을 줄이고 시간 및 인건비의 절약을 이룰 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 외부 컨피그레이션 디바이스를 이용한 에프피지에이 업그레이드 방법을 위한 회로도이고,

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 원격 에프피지에이 프로그램 업그레이드 방법을 위한 시스템의 구성을 나타내는 블록도이고,

도 3은 도 2의 상세 회로도이고,

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 원격 에프피지에이 프로그램 업그레이드 방법의 흐름을 나타내는 흐름도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>

10 : 외부 통신망

100 : 외부 컨피그레이션 디바이스

200 : 에프피지에이 디바이스

300 : 조인트 태그 포트

400 ; 제어 디바이스

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, JTAG 포트와 외부 컨피그레이션 디바이스 및 시스템 보드의 제어 디바이스를 사용하여 상기 시스템 보드 내의 FPGA 디바이스에 FPGA 프로그램을 원격 업그레이드하는 방법에 있어서, 외부 컨피그레이션 디바이스로부터 새로운 FPGA 프로그램을 로딩할 수 있도록 FPGA 디바이스의 레지스터 비트를 정의하여 이를 입출력 핀에 매핑하는 단계와, 레지스터 비트에 매핑된 입출력 핀을 외부 컨피그레이션 디바이스에 연결하는 단계와, 랜 또는 인터넷 등의 외부 통신망으로부터 FPGA 프로그램을 다운받아 제어 디바이스의 메모리에 저장하는 단계와, 제어 디바이스의 메모리에 저장된 FPGA 프로그램을 제어 디바이스의 입출력 핀을 통하여 외부 컨피그레이션 디바이스로 입력하는 단계와, FPGA 디바이스의 상기 정의된 레지스터 비트를 셋하는 단계와, 외부 컨피그레이션 디바이스에 입력된 FPGA 프로그램을 FPGA 디바이스에 로딩하여 FPGA 프로그램으로 업그레이드하는 단계로 구성된다.

이하, 본 발명이 속하는 분야에 통상의 지식을 지닌자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히설명한다.

또한, 이해의 편의를 위하여 비록 다른 도면에 속하더라도 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 부여하였음을 주의하여야 한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 원격 FPGA 프로그램 업그레이드 방법을 위한 시스템의 구성을 나타내는 블록도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 원격 FPGA 프로그램 업그레이드 방법을 위한 시스템은 FPGA 디바이스(200)와, 랜 및 인터넷 등의 외부 통신망(10)과 연동되어 외부 통신망(10)으로부터 업그레이드 할 FPGA 프로그램 데이터를 입력받는 시스템 보드의 제어 디바이스(400)와, 제어 디바이스(400)에 입력된 FPGA 프로그램 데이터를 저장하고 저장된 내용에 따라 FPGA 디바이스(400)에 로딩하는 외부 컨피그레이션 디바이스(100)와, 외부 컨피그레이션 디바이스(100)에 FPGA 프로그램 데이터를 전송하기 위한 JTAG 포트(300)로 구성된다.

이때, 상기 JTAG 포트(300)는 사용 시스템 또는 보드의 초기 생산 시에 FPGA가 프로그램 되지 않아 보드 동작이 정상이 아닐 경우에 원격 프로그램을 수행할 수 없으므로, 초기 FPGA 프로그램용 JTAG 포트(300)를 사용하여 외부 컨피그레이션 디바이스(100)를 통하여 FPGA 디바이스(200)에 프로그램을 수행하도록 한다.

도 3은 도 2의 상세 회로도이며, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 원격 FPGA 프로그램 업그레이드 방법의 흐름을 나타내는 흐름도이다.

먼저, FPGA 프로그램을 작성을 위하여 외부 컨피그레이션 디바이스(100)로부터 새로운 FPGA 프로그램을 로딩할 수 있도록 FPGA 디바이스(200)의 레지스터비트(Register Bit)를 정의하여 입출력 핀(201)에 매핑(Mapping)하고(단계:S1), 이 입출력 핀(201)은 도 3과 같이 외부 컨피그레이션 디바이스(100)에 연결한다(단계:S2).

상술한 회로가 구성되면, FPGA 프로그램을 변경하기 위하여 인터넷 등의 외부 통신망(10)으로부터 FPGA 프로그램을 다운로드받아(단계:S3) 제어 디바이스(400)의 메모리, 즉 컨트롤러 또는 보드 CPU의 메모리에 저장한다(단계:S4).

이어서, 제어 디바이스(400) 메모리의 입출력 핀(410)에 연결된 외부 컨피그레이션 디바이스(100)의 JTAG 포트 연결핀(110)인 TDI, TMS, TDO 및 TCK 핀을 통하여 상기 저장된 FPGA 프로그램을 외부 컨피그레이션 디바이스(100)에 입력한다(단계:S5).

이때, 만약 보드 내에 CPU가 없으면 다른 컨트롤 보드를 이용할 수도 있을 것이다.

외부 컨피그레이션 디바이스(100)에 FPGA 프로그램이 입력되면 앞선 과정(단계:S1)에서 FPGA 디바이스(200)에 미리 정의해 놓은 레지스터 비트를 셋(Set)한다(단계:S6).

따라서, FPGA 디바이스(200)에는 새로운 프로그램이 로딩되고 이는 즉시 적용되어 업그레이드가 완료되게 된다(단계:S7).

그러므로, 종래와 같이 해당 시스템 또는 보드 전원을 리셋시키지 않더라도 외부 통신망을 통하여 입력된 새로운 FPGA 프로그램을 FPGA 디바이스(200)에 적용할 수 있다.

이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 기술되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 첨부된 청구 범위에 정의된 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형 또는 변경하여 실시할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 앞으로의 실시예들의 변경은 본 발명의 기술을 벗어날 수 없을 것이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 외부 컨피그레이션 디바이스를 사용한 통신 시스템 및 보드의 FPGA 프로그램 업그레이드 시에 해당 통신 시스템 및 보드의 리셋 동작이 필요 없다. 따라서, FPGA 프로그래밍을 원격으로 수행할 수 있으므로, 제어 센터에서 일괄적으로 FPGA 프로그램 업그레이드를 실시할 수 있도록 하여 오 작업을 줄이고 시간 및 인건비의 절약을 이룰 수 있는 장점이 있다.

Claims

조인트 태그(JTAG) 포트와 외부 컨피그레이션 디바이스 및 시스템 보드의 제어 디바이스를 사용하여 상기 시스템 보드 내의 에프피지에이(FPGA) 디바이스에 에프피지에이 프로그램을 원격 업그레이드하는 방법에 있어서,

상기 외부 컨피그레이션 디바이스로부터 새로운 에프피지에이 프로그램을 로딩할 수 있도록 상기 에프피지에이 디바이스의 레지스터 비트를 정의하여 상기 에프피지에이 디바이스의 입출력 핀에 매핑하는 단계;

상기 레지스터 비트에 매핑된 입출력 핀을 상기 외부 컨피그레이션 디바이스에 연결하는 단계;

외부 통신망으로부터 에프피지에이 프로그램을 다운받아 제어 디바이스의 메모리에 저장하는 단계;

상기 제어 디바이스의 메모리에 저장된 에프피지에이 프로그램을 상기 제어 디바이스의 입출력 핀을 통하여 상기 외부 컨피그레이션 디바이스로 입력하는 단계;

상기 에프피지에이 디바이스의 상기 정의된 레지스터 비트를 셋하는 단계;

상기 외부 컨피그레이션 디바이스에 입력된 상기 에프피지에이 프로그램을 상기 에프피지에이 디바이스에 로딩하여 상기 에프피지에이 프로그램으로 업그레이드하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 원격 에프피지에이 프로그램 업그레이드 방법.
제 1항에 있어서, 상기 조인트 태그 포트는 상기 에프피지에이 초기 프로그램용 조인트 포트인 것을 특징으로 하는 원격 에프피지에이 프로그램 업그레이드 방법.
제 1항에 있어서, 상기 제어 디바이스 입출력 핀은 상기 외부 컨피그레이션 디바이스의 조인트 태그 포트 연결핀과 연결되는 것을 특징으로 하는 원격 에프피지에이 프로그램 업그레이드 방법.
제 1항에 있어서, 상기 외부 통신망은 랜 및 인터넷망 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 원격 에프피지에이 프로그램 업그레이드 방법.