[發明專利]一種對設備內FPGA芯片統一配置和管理的系統

無效

• 申請號: 200810241924.5
• 申請日: 2008-12-30
• 公開（公告）號: CN101485576A
• 公開（公告）日: 2009-07-22
• 發明（設計）人: 蔣頌平;黃嘉熙;李春彬;蘭海
• 申請（專利權）人: 深圳市藍韻實業有限公司
• 主分類號: A61B8/00
• 分類號: A61B8/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及嵌入式系統技術領域，具體涉及一種對設備內FPGA芯片統一配置和管理的系統。

背景技術

現代的超聲多普勒診斷儀越來越多的使用FPGA(FieldProgrammable?Gate?Array，現場可編程邏輯門陣列)，通常要使用超過一片的FPGA芯片。但是基于SRAM(Static?RAM，靜態隨機存儲器)工藝的FPGA芯片在每次上電后需要進行配置，通常情況下FPGA芯片的配置文件由一片外部專用的EPROM來加載。這種傳統配置方式是在FPGA芯片的功能相對穩定的情況下采用的。在系統設計要求配置速度高、容量大、維修以及遠程升級時，這種方法就顯得很不實際也不方便。

在FPGA芯片正常工作時，配置數據存儲在SRAM單元中，這個SRAM單元也被稱為配置存儲(Configuration?RAM)。由于SRAM是易失性的存儲器，因此，FPGA芯片在上電之后，外部電路需要將配置數據重新載入到片內的配置RAM中。在芯片配置完成后，內部的寄存器以及I/O管腳必須進行初始化。等初始化完成以后，芯片才會按照用戶設計的功能正常工作。

目前有兩種方案可以實現，一種是使用專用的PROM，這些專用的PROM內部集成控制電路，能夠提供FPGA芯片的配置時序，只要將PROM和FPGA芯片的專用引腳相連，上電時就能夠自動加載PROM中的配置數據到FPGA芯片的SRAM中；另一種是在含有微處理器的系統中采用其他非易失性存儲器如E²PROM、Flash存儲配置數據，微處理器模擬FPGA芯片的配置時序將ROM中的數據置入FPGA芯片。與第一種方案相比，該方案節省成本、縮小系統體積。適用于對成本和體積苛刻要求的系統。

但是對于多普勒超聲診斷設備，一臺設備上有多個的FPGA芯片，并分布于不同的單板上。按照上述的方案，必須每個FPGA芯片都配套一片PROM，會增加成本，并且維修升級都不方便，必須將PROM從單板上取下，在專用的設備上將FPGA芯片的配置數據寫入PROM，再焊接到單板上。第二種方案要求單板上必須由含有微處理器，如果沒有微處理器，就必需在單板上增加一個微處理器，增加成本。并且，微處理器的運行速度一般比較慢，配置一片FPGA芯片需要比較長的時間，FPGA芯片的配置數據越大，需要的時間越長。由于微處理器無法進行并行操作，如果單板上的微處理器需要配置多個FPGA芯片，就必須逐一配置FPGA芯片，這樣需要等待的時間就更長。

并且對于多普勒超聲診斷設備，也必須對所有的FPGA芯片的配置數據進行管理，目前的方案都是針對單片FPGA芯片的配置數據或者單板上所有FPGA芯片的配置數據的管理，無法對一臺設備內所有的FPGA芯片的配置數據進行統一的、集成的管理。

因此對于多普勒超聲診斷設備，如何使用一種低成本、簡單有效的方案對整機的FPGA芯片的配置數據進行有效的配置和管理：配置FPGA芯片、存取數據、升級數據，就擺在業內人士的面前。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種對設備內FPGA芯片統一配置和管理的系統及方法，克服現有技術只能對單一的FPGA芯片進行配置，配置效率低下的缺陷。

本發明為解決上述技術問題所采用的技術方案為：

一種對設備內FPGA芯片統一配置和管理的系統，包括配置和管理邏輯組件和至少一個現場可編程邏輯門陣列FPGA，所述配置和管理邏輯組件與所述現場可編程邏輯門陣列FPGA相連，所述配置和管理邏輯組件包括微處理器、非易失性存儲器、復雜可編程邏輯器件CPLD，所述微處理器、所述非易失性存儲器和所述復雜可編程邏輯器件CPLD相互連接，所述復雜可編程邏輯器件CPLD與所述現場可編程邏輯門陣列FPGA連接，所述配置和管理邏輯組件用于按照串行方式或并行方式配置指定的一片或多片所述現場可編程邏輯門陣列FPGA。

所述的對設備內FPGA芯片統一配置和管理的系統，其中所述配置和管理邏輯組件對所述現場可編程邏輯門陣列FPGA的配置數據進行讀取、更新或升級。

所述的對設備內FPGA芯片統一配置和管理的系統，其中所述微處理器設置通訊接口，通過所述通訊接口與上位機進行通訊。

所述的對設備內FPGA芯片統一配置和管理的系統，其中所述微處理器對所述非易失性存儲器的內容進行讀寫或修改。

所述的對設備內FPGA芯片統一配置和管理的系統，其中所述微處理器向所述復雜可編程邏輯器件CPLD發送命令并讀取所述復雜可編程邏輯器件CPLD的狀態值。