[發(fā)明專利]一種SoPC程序遠程更新系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710531298.2
• 申請日: 2017-07-03
• 公開（公告）號: CN107273170B
• 公開（公告）日: 2018-07-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王邦繼;劉慶想;周磊;楊沛鑫;李相強;張健穹
• 申請（專利權(quán)）人: 西南交通大學(xué)
• 主分類號: G06F8/654
• 分類號: G06F8/654
• 代理公司: 北京科億知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

本發(fā)明提供了一種SoPC程序遠程更新系統(tǒng)及方法，所述方法包括：編譯生成FPGA的硬件配置文件和Nios II的軟件映像文件，進行合并，并轉(zhuǎn)換為二進制文件；Nios II微處理器按照預(yù)置的通訊協(xié)議指令將外部通訊模塊傳來的應(yīng)用模式配置程序?qū)懭肫瑑?nèi)RAM中暫存；Nios II微處理器將EPCS存儲器指定地址內(nèi)的數(shù)據(jù)擦除，并將暫存的配置程序燒錄到EPCS存儲器的指定地址中；重新上電時，F(xiàn)PGA首先進入工廠模式，然后根據(jù)RSU專用電路的配置，自動加載存儲的相應(yīng)應(yīng)用模式配置程序。本發(fā)明實現(xiàn)了單FPGA芯片對SoPC程序的遠程更新，系統(tǒng)簡單，方法靈活，且容易實現(xiàn)多份配置程序的切換。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及可編程片上系統(tǒng)配置技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種SoPC程序遠程更新系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

FPGA是一種可編程邏輯器件，同時具有豐富可編程硬件資源和并行處理特性，大大提高了電子系統(tǒng)的通用性和靈活性。近年來，Altera公司提出了SoPC概念，將Nios II微處理器、存儲器、通訊控制器、以及其他功能模塊等集成到FPGA中，在單芯片中構(gòu)成全數(shù)字、多功能的SoPC系統(tǒng)，在電機伺服控制、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)中廣泛使用。但是，F(xiàn)PGA大多是基于SRAM結(jié)構(gòu)的，在掉電情況下FPGA內(nèi)的數(shù)據(jù)將丟失，需要非易失性存儲器來存放其配置文件。EPCS器件屬于串行接口Flash，通常用來存儲FPGA的硬件配置文件和Nios II的軟件映像文件。每次上電時，存儲器將硬件配置文件和軟件映像文件重新加載到FPGA中，這就是通常所說的FPGA配置過程。

當(dāng)前，嵌入式產(chǎn)品在投入使用階段由于多種原因需要對產(chǎn)品進行維護或者軟件升級，若使用傳統(tǒng)的JTAG下載更新方式，需要企業(yè)對產(chǎn)品進行召回處理，增加了維護成本。如果嵌入式產(chǎn)品放置在極端惡劣環(huán)境下，傳統(tǒng)的升級方式受到限制無法進行。在許多場合下，系統(tǒng)希望能夠?qū)崿F(xiàn)對FPGA的軟硬件程序進行遠程更新，甚至要求在存儲器中存放多份配置文件以便多功能切換需要。在有的產(chǎn)品設(shè)計中，采用CPU+FPGA系統(tǒng)架構(gòu)，但是，這種方案所需硬件資源較多，設(shè)計復(fù)雜且成本相對較高。

綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)存在的問題是：現(xiàn)有技術(shù)硬件資源多成本相對較高、方法復(fù)雜且不靈活。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供了一種SoPC程序遠程更新系統(tǒng)及方法。

為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供一種SoPC程序遠程更新方法，所述SoPC程序遠程更新方法包括以下步驟：

步驟一，編譯生成FPGA的硬件配置文件和Nios II的軟件映像文件后進行合并，并轉(zhuǎn)換為二進制文件；

步驟二，Nios II微處理器按照預(yù)置的通訊協(xié)議指令將外部通訊模塊傳來的應(yīng)用模式配置程序?qū)懭肫瑑?nèi)RAM中暫存；

步驟三，Nios II微處理器將EPCS存儲器指定地址內(nèi)的數(shù)據(jù)擦除，并把片內(nèi)RAM中暫存的配置程序燒錄到EPCS存儲器的指定地址中；

步驟四，重新上電時，F(xiàn)PGA首先進入工廠模式，然后根據(jù)RSU專用電路的配置，自動加載存儲在EPCS存儲器中的相應(yīng)應(yīng)用模式配置程序中。

進一步，步驟一中，轉(zhuǎn)換為一個直接燒錄、包含F(xiàn)PGA硬件配置文件和Nios II軟件映像文件的二進制文件；所述二進制為應(yīng)用模式配置程序；所述應(yīng)用模式配置程序傳輸過程中包含信息效驗操作；每次通訊完成后都進行CRC效驗，用于確保數(shù)據(jù)傳輸可靠性；

步驟二中，Nios II微處理器通過通訊模塊與上位機建立連接，按照預(yù)置的通訊協(xié)議指令將外部通訊模塊傳來的應(yīng)用模式配置程序?qū)懭肫瑑?nèi)RAM中暫存；

步驟四中，當(dāng)遠程更新失敗時，F(xiàn)PGA加載工廠模式配置程序，用于系統(tǒng)正常工作，同時進行下一次代碼遠程更新。

進一步，所述通訊模塊通過更新配置存儲器中的SoPC軟硬件程序，進行實時在線更新，用于現(xiàn)場環(huán)境下SoPC系統(tǒng)維護、調(diào)試和升級。