[發明專利]高效FPGA配置回讀裝置及方法

在審

• 申請號: 201610086154.6
• 申請日: 2016-02-15
• 公開（公告）號: CN105760248A
• 公開（公告）日: 2016-07-13
• 發明（設計）人: 李博;顧桂華;葉暉;楊炳軻;汪棟碩
• 申請（專利權）人: 上海衛星工程研究所
• 主分類號: G06F11/07
• 分類號: G06F11/07
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

技術領域

本發明涉及電子信息系統，具體地，涉及高效FPGA配置回讀裝置及方法，尤其適用于星載電子信息系統，以滿足星載電子信息系統SRAM型FPGA在空間復雜環境下的長期穩定運行。

背景技術

SRAM(StaticRandomAccessMemory，即靜態隨機存取存儲器)型FPGA(Field－ProgrammableGateArray，即現場可編程門陣列)由于邏輯資源豐富、速度快且具有可重編程能力，在航天領域得到了廣泛的應用。因為FPGA邏輯門電路全是動態加載到SRAM中的，所以在空間輻射環境下工作易受單粒子翻轉等影響，造成FPGA部分或全部功能的失效。

SRAM型FPGA上電復位后，固化在PROM中的配置文件被加載到FPGA中，FPGA根據配置數據開始工作，如果配置數據被改變，也就改變了器件的邏輯功能。

很多SRAM型FPGA器件具有配置文件回讀的接口，因此，可以通過檢測FPGA內的配置文件是否發生錯誤，將FPGA配置數據回讀并進行比對，一旦發現配置文件有錯誤，就控制PROM對發生翻轉的FPGA配置文件重新進行加載。

對FPGA程序配置區進行回讀時，可能會影響其中的BlockRam(塊隨機存儲器)等的內容，因此需要對FPGA的工作時間進行規避。同時數據回讀監控周期原則上越小越好，這樣可以盡快發現故障、恢復FPGA正常工作。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種高效FPGA配置回讀裝置及方法。

根據本發明提供的一種高效FPGA配置回讀方法，包括如下步驟：

步驟1：輪詢FPGA的工作狀態；

若輪詢到的FPGA處于空閑狀態，則進入步驟2繼續執行；否則，則繼續檢測下一個FPGA的工作狀態；

步驟2：從處于空閑狀態的FPGA中回讀出FPGA的回讀配置數據；

步驟3：從第一可編程只讀存儲器PROM_1中讀出處于空閑狀態的FPGA的模板數據，從第二可編程只讀存儲器PROM_2中讀出處于空閑狀態的FPGA的原始配置數據，根據如下邏輯公式進行對比：

比對結果＝(回讀配置數據OR模板數據)XOR(原始配置數據OR模板數據)

其中，OR表示或運算，XOR表示異或運算；

如果比對結果中有一個比特不為0，則認為FPGA的配置區出錯，進入步驟4繼續執行；否則，則認為FPGA配置區正常；

步驟4：從第二可編程只讀存儲器PROM_2中讀取FPGA的原始配置信息，將原始配置信息對FPGA進行加載。

優選地，若FPGA的配置區出錯，則停止回讀和比對。

優選地，若對當前FPGA的輪詢時間超過設定閾值，則停止對當前FPGA工作狀態的輪詢，并對下一個FPGA進行輪詢。

根據本發明提供的一種高效FPGA配置回讀裝置，包括如下裝置：

輪詢裝置：用于輪詢FPGA的工作狀態；

若輪詢到的FPGA處于空閑狀態，則觸發回讀裝置；否則，則繼續檢測下一個FPGA的工作狀態；

回讀裝置：用于從處于空閑狀態的FPGA中回讀出FPGA的回讀配置數據；

對比裝置：用于從第一可編程只讀存儲器PROM_1中讀出處于空閑狀態的FPGA的模板數據，從第二可編程只讀存儲器PROM_2中讀出處于空閑狀態的FPGA的原始配置數據，根據如下邏輯公式進行對比：

比對結果＝(回讀配置數據OR模板數據)XOR(原始配置數據OR模板數據)

其中，OR表示或運算，XOR表示異或運算；

如果比對結果中有一個比特不為0，則認為FPGA的配置區出錯，觸發加載裝置；否則，則認為FPGA配置區正常；

加載裝置：用于從第二可編程只讀存儲器PROM_2中讀取FPGA的原始配置信息，將原始配置信息對FPGA進行加載。

優選地，若FPGA的配置區出錯，則停止回讀和比對。

優選地，若對當前FPGA的輪詢時間超過設定閾值，則停止對當前FPGA工作狀態的輪詢，并對下一個FPGA進行輪詢。

與現有技術相比，本發明具有如下的有益效果：

1、本發明是一種高效的FPGA配置回讀裝置及方法，通過實現SRAM型FPGA具有一定的糾正錯誤的功能，從而保證FPGA在復雜空間環境下的長期可靠工作。

2、本發明對FPGA的回讀采用空閑檢測和超時退出的方式，節省了回讀的間隔時間，降低了回讀操作對FPGA正常工作造成的風險。