[發明專利]遠程升級現場可編程門陣列的系統、接口卡及方法

有效

• 申請號: 200810227974.8
• 申請日: 2008-12-03
• 公開（公告）號: CN101420328A
• 公開（公告）日: 2009-04-29
• 發明（設計）人: 謝世成;趙恒卓
• 申請（專利權）人: 杭州華三通信技術有限公司
• 主分類號: H04L12/24
• 分類號: H04L12/24;G06F9/445
• 代理公司: 北京德琦知識產權代理有限公司
• 代理人: 宋志強;麻海明

技術領域

本發明涉及遠程升級技術領域，具體涉及遠程升級現場可編程門陣列的系統、接口卡及方法。

背景技術

為了靈活應對各行業用戶的各種需求，路由器等通信設備已經大量應用了模塊化設計，同一款主板通過配置不同的接口卡，可以實現多種不同的接口接入，為很多行業用戶提供了更為豐富、方便、靈活的組網的方式，節省了用戶的投資并減少了用戶網絡維護的難度。目前應用的接口卡中，大量使用了后端為外圍部件互聯(PCI，Peripheral?Component?Interconnect)接口、局部總線(Local?bus)接口的總線方式，后續可能還會使用高速PCI(PCIE)總線等。

由于接口卡的種類眾多，并且各種接口類型豐富，在板卡設計中會經常使用到大規模現場可編程門陣列(FPGA，Field?Programmable?Gate?Array)芯片來實現接口協議或者接口控制。目前的路由器產品已經在多款接口卡上應用了FPGA芯片。由于FPGA通常開發復雜度高，經常會涉及到版本的升級。即便已發放到市場上的FPGA版本也存在版本升級的風險，因此實現FPGA版本的遠程升級功能很有必要。

FPGA的遠程升級除了要有一定的數據通道將升級數據傳遞到FPGA芯片上之外，還需要若干控制信號的介入，才能控制FPGA實現自我配置。但對于接口卡這種特殊形式的模塊，其同主板的連接往往就是純粹的Local?bus總線、PCI總線等，沒有多余可用的通用輸入輸出(GPIO，General?PurposeInput?Output)管腳，如圖1所示。因此，要實現FPGA的遠程升級就顯得格外復雜。

圖2為現有的遠程升級FPGA的示意圖，如圖2所示，通常在接口卡上增加一片復雜可編程邏輯器件(CPLD，Complex?Programmable?LogicDevice)。通過CPLD來實現一定的接口配置邏輯，對FPGA進行升級。遠程升級的過程為：通過網絡將升級數據傳輸到主板的CPU上，主板的CPU通過數據通道(PCI總線等)將升級數據傳送到CPLD中；然后CPLD按照一定的配置邏輯來加載FPGA，并激活FPGA，從而實現遠程升級。

現有方案的缺點如下：

1、為了能與主板的CPU通信，CPLD必須實現一個復雜的PCI核(PCIcore)，并且還要完成PCI接口向FPGA配置接口的轉換。

2、為提高升級數據加載效率和避免占用CPU資源，需要CPLD內部的PCI?core工作在Master方式，經PCI橋片仲裁申請到PCI總線后，通過直接內存訪問(DMA，Direct?Memory?Access)控制器來從主板內存獲取升級數據(一般在8Mbits左右)。因為PCI總線以高速Burst方式操作數據，而配置接口數據率較低，這樣就要求CPLD必須自帶較多隨機訪問內存(RAM，Radom?Access?Memory)資源，設計成內部先入先出(FIFO，First?In?First?Out)來緩存升級數據塊。

3、接口卡上有CPLD和FPGA兩個master設備，必須增加一級PCI橋片作為總線仲裁。

4、接口卡上的CPLD和FPGA的PCI?core必須同頻率設計。但因為CPLD工藝限制，在CPLD上實現66MHz的PCI?core比較困難，因此當FPGA工作在66MHz時還需要在FPGA和CPLD之間增加一級PCI橋片作總線隔離。

總的來說，該方案需要的CPLD規模大、設計復雜，還需增加PCI橋片，造成整體設計成本偏高。另外，PCI橋片的插入，還會造成FPGA同主板的通信效率降低。

發明內容

本發明提供遠程升級FPGA的系統、接口卡及方法，以降低接口卡的設計成本。

本發明的技術方案是這樣實現的：

一種遠程升級FPGA的系統，包括：主板和接口卡，且，接口卡包括：FPGA、閃存和CPLD，其中：

主板，將遠程網管發來的升級數據發送給FPGA，并在接收到遠程網管發來的升級指令后，向FPGA發送升級啟動指令；

FPGA，將主板發來的升級數據寫入閃存，接收主板發來的升級啟動指令，向CPLD輸出啟動信號；根據CPLD輸入的控制信號時序，從閃存讀取升級數據完成配置；

CPLD，接收FPGA發來的啟動信號，向FPGA輸出一組控制信號時序。

所述FPGA進一步包括：用于在配置完成后，向主板發起配置完成中斷的模塊，