[發明專利]基于文件壓縮及非接觸式的FPGA動態配置方法

在審

• 申請號: 201710030226.X
• 申請日: 2017-01-17
• 公開（公告）號: CN106843955A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 王海;宮璐涯;劉巖;秦紅波;趙偉;張敏
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G06F9/445
• 分類號: G06F9/445
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心61205
• 代理人: 韋全生,王品華

1.一種基于文件壓縮及非接觸式的FPGA動態配置方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)構建包括硬件上掛有配置FLASH和與外部處理設備相對應的無線通信模塊，且內部固化有無線接收模塊、數據解壓縮模塊、在系統編程模塊和配置文件載入模塊程序的目標FPGA；

(2)外部處理設備采用無損壓縮算法對其生成的目標FPGA配置文件進行壓縮，得到壓縮后配置文件，并根據配置文件的大小和數量指定配置文件的初始寫入地址；

(3)外部處理設備通過無線方式將壓縮后配置文件和配置文件的初始寫入地址發送到目標FPGA；

(4)目標FPGA通過無線接收模塊將接收到的壓縮后配置文件和配置文件的初始寫入地址存儲到內部RAM中；

(5)目標FPGA的數據解壓縮模塊讀取內部RAM中的壓縮后配置文件，并對其采用解壓縮算法進行硬件解壓縮，得到配置文件，同時在系統編程模塊將配置文件寫入與目標FPGA對應的配置FLASH中從初始寫入地址開始的存儲空間；

(6)對目標FPGA進行動態配置，實現步驟為：

(6a)外部處理設備根據目標FPGA需要實現的功能選擇配置文件，并向目標FPGA發送與其所選擇的配置文件對應的配置FLASH的熱啟動地址和配置文件載入命令；

(6b)目標FPGA接收與配置文件對應的配置FLASH的熱啟動地址和配置文件載入命令，啟動配置文件載入模塊，該配置文件載入模塊從配置FLASH的熱啟動地址開始載入配置文件。

2.根據權利要求1所述的基于文件壓縮及非接觸式的FPGA動態配置方法，其特征在于，步驟(2)中所述的配置文件，其數量為一個或多個，且該多個配置文件對應不同FPGA功能，若配置文件的數量為一個，則其對應的配置FLASH的初始寫入地址為0，若配置文件的數量為多個，則應按照配置文件的大小指定與每個配置文件對應的配置FLASH的初始寫入地址。

3.根據權利要求1所述的基于文件壓縮及非接觸式的FPGA動態配置方法，其特征在于，步驟(5)中所述的解壓縮算法，其通過FPGA代碼實現，且與步驟(2)中采用的無損壓縮算法相對應。

4.根據權利要求1所述的基于文件壓縮及非接觸式的FPGA動態配置方法，其特征在于，步驟(5)中所述的在系統編程模塊將配置文件寫入與目標FPGA對應的配置FLASH中，實現步驟如下：

(5a)、在系統編程模塊向與目標FPGA對應的配置FLASH依次發送解鎖unlock命令、擦除erase命令和編程program命令；

(5b)、數據解壓縮模塊將壓縮后配置文件從RAM讀出并解壓縮，同時在系統編程模塊將解壓縮后的配置文件寫入與目標FPGA對應的配置FLASH中。

5.根據權利要求1所述的基于文件壓縮及非接觸式的FPGA動態配置方法，其特征在于，步驟(6a)中所述的熱啟動地址，其與步驟(2)中配置文件的初始寫入地址相同。

6.根據權利要求1所述的一種基于文件壓縮及非接觸式的FPGA動態配置方法，其特征在于，步驟(6b)中所述的啟動配置文件載入模塊，從配置FLASH的熱啟動地址開始載入配置文件，實現步驟如下：

(6b1)、配置文件載入模塊將ICAPE核的寫信號和片選信號設置為高；

(6b2)、配置文件載入模塊將ICAPE核的寫信號置低，片選信號置高；

(6b3)、配置文件載入模塊將ICAPE核的寫信號和片選信號都置低；

(6b4)、配置文件載入模塊向ICAPE核發送8個周期的IPROG指令，第5個周期為熱啟動地址，開始文件載入過程。