[發明專利]一種基于處理器控制的FPGA配置程序遠程更新系統及其方法

有效

• 申請號: 201210029550.7
• 申請日: 2012-02-10
• 公開（公告）號: CN102609286A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 尹君;汪旭;吳文慧;楊衛峰;陳冬;莫云
• 申請（專利權）人: 株洲南車時代電氣股份有限公司
• 主分類號: G06F9/445
• 分類號: G06F9/445
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所 43008
• 代理人: 趙洪

1.一種基于處理器控制的FPGA配置程序遠程更新系統，其特征在于，包括：處理器模塊（1）、FPGA模塊（2）、SPI存儲器模塊（3）和緩沖器模塊（4），所述的處理器模塊（1）與SPI存儲器模塊（3）相連，所述的處理器模塊（1）與通訊接口（7）相連，所述的SPI存儲器模塊（3）與FPGA模塊（2）相連，所述的處理器模塊（1）還通過緩沖器模塊（4）與SPI存儲器模塊（3）相連，所述的通訊接口（7）為處理器模塊（1）與上位機或終端通訊的接口裝置，SPI存儲器模塊（3）存儲FPGA模塊（2）的配置程序，緩沖器模塊（4）用于導通或斷開處理器模塊（1）與SPI存儲器模塊（3）之間的連接，當FPGA模塊（2）有配置程序需要更新時，上位機或終端通過通訊接口（7）和處理器模塊（1）將FPGA配置程序下載到SPI存儲器模塊（3）中，在Master?SPI模式下，FPGA模塊（2）自動加載存儲在SPI存儲器模塊（3）中的配置程序。

2.根據權利要求1所述的一種基于處理器控制的FPGA配置程序遠程更新系統，其特征在于：所述的FPGA配置程序遠程更新系統還包括SPI接口模塊（5）和JTAG接口模塊（6），所述的SPI接口模塊（5）與SPI存儲器模塊（3）相連，所述的JTAG接口模塊（6）與FPGA模塊（2）相連，配置程序采用間接在系統編程模式通過FPGA模塊（2）的JTAG鏈為SPI存儲器模塊（3）下載配置程序或者采用直接在系統編程模式通過外部的下載器直接為SPI存儲器模塊（3）下載配置程序。

3.根據權利要求1或2所述的一種基于處理器控制的FPGA配置程序遠程更新系統，其特征在于：在處理器模塊（1）需要訪問SPI存儲器模塊（3）時，處理器模塊（1）控制緩沖器模塊（4）開通，FPGA模塊（2）的管腳處于高阻態；在其他時段，處理器模塊（1）控制緩沖器模塊（4）關斷。

4.根據權利要求3所述的一種基于處理器控制的FPGA配置程序遠程更新系統，其特征在于：通過外部通訊接口（7）和處理器模塊（1）下載到SPI存儲器模塊（3）的配置程序為.bit或是.bin格式。

5.根據權利要求4所述的一種基于處理器控制的FPGA配置程序遠程更新系統，其特征在于：在所述FPGA模塊（2）的PROG_B、OE、ROM_RST、ROM_WP管腳上連接有上拉電阻。

6.根據權利要求1、2、4、5中任一權利要求所述的一種基于處理器控制的FPGA配置程序遠程更新系統，其特征在于：所述的FPGA模塊（2）采用Xilinx支持Master?SPI?Mode配置方式的芯片，所述的SPI存儲器模塊（3）采用非易失性存儲器，所述的通訊接口（7）為以太網接口或USB接口或串行接口或無線接口，所述處理器模塊（1）通過內置SPI控制和接口模塊或外接SPI控制和接口模塊與SPI存儲器模塊（3）相連。

7.一種利用權利要求1或2所述基于處理器控制的FPGA配置程序遠程更新系統進行FPGA配置程序遠程更新的方法，其特征在于，包括以下步驟：

S100：判斷是否需要以遠程更新方式更新SPI存儲器模塊（3）中的配置程序，如果不需要，則FPGA模塊（2）以Master?SPI模式加載SPI存儲器模塊（3）中的配置程序；

S101：如果需要以遠程更新方式更新，則處理器模塊（1）首先通過通訊接口（7）與上位機或終端建立連接，處理器模塊（1）開通緩沖器模塊（4），處理器模塊（1）通過緩沖器模塊（4）訪問SPI存儲器模塊（3）；

S102：處理器模塊（1）通過控制FPGA模塊（2）的相應管腳使所有的I/O管腳呈高阻態，防止FPGA模塊（2）對寫入過程產生干擾；

S103：處理器模塊（1）將外部的通訊接口（7）傳輸來的配置程序寫入SPI存儲器模塊（3）中；

S104：配置程序寫入成功后，處理器模塊（1）發出信號關斷緩沖器模塊（4），斷開處理器模塊（1）與SPI存儲器模塊（3）的連接，并釋放對FPGA模塊（2）相應管腳的控制，FPGA模塊（2）自動加載存儲在SPI存儲器模塊（3）中的配置程序。

8.根據權利要求7所述的一種基于處理器控制的FPGA配置程序遠程更新方法，其特征在于：所述的FPGA配置程序遠程更新方法還包括在處理器模塊（1）訪問SPI存儲器模塊（3）時，先對SPI存儲器模塊（3）進行復位操作的步驟。